恒温油浴器的制作方法

本发明属于实验设备领域，具体涉及一种耐油实验、热稳定实验或其他油浴环境实验中使用的恒温油浴器。

背景技术

耐油实验和热稳定实验是在高分子材料设计研发过程中是经常接触的油浴实验，各个材料企业使用的实验设备结构都比较类似。耐油实验一般是哑铃片放入盛有实验用油的烧杯中，再把烧杯放到设定实验温度的烘箱中完成。热稳定实验一般用于测试pvc材料的热稳定性，将样品试管置于盛有甘油、加热到200℃的烧杯中，在烧杯底部采用搅拌桨叶搅拌器加热。目前，个别公司会使用购买来的油浴锅配合烧杯等辅助设备达到提高实验精度的效果。但烧杯容易破裂和油浴锅加热或多或少存在一些设计的不合理性，使得对实验的效果提高有限。

现行实验设备基本可以满足目前研发实验室及检验实验室的要求。但伴随着研发及检验进度的加快，对耐油及热稳定实验的准确性及再现性要求提高，现有的这类实验设备就很难满足要求了。对实验设备高精度及高效率的需求是重点，因此需要设计一种能够达到高精度、高效率需求的新型实验设备。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够提高实验数据准确性、降低重复实验频率，提高工作效率的恒温油浴器。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种恒温油浴器，用于对实验样本进行油浴实验，所述恒温油浴器包括盛装导热油的油桶、盛装实验油的油杯、用于加热所述导热油的加热器、用于促使所述导热油流动的搅拌器、分别检测所述导热油温度和所述实验油温度的传感器以及控制电路；所述油杯设置于所述油桶内且所述油杯的至少一部分浸入所述导热油中，所述控制电路分别与所述加热器、所述搅拌器、所述传感器相连接，所述实验样本悬挂并浸润于所述实验油中。

所述油桶包括双层结构的桶体，所述双层结构内填充有隔热保温层。

所述油桶的桶口设置有桶盖，所述桶盖上开设有与所述油杯相匹配的通孔，所述油杯悬挂于所述通孔内，所述油杯的杯口设置有向外延伸的翻边，并设置有防尘盖。

所述油杯包括杯体，所述杯体的杯壁上形成包含台阶面的台阶结构，所述台阶面上搭设有内盖，所述内盖上设有若干个用于悬挂所述实验样本的挂环。

所述加热器设置于所述油桶的底部，所述搅拌器倾斜设置于所述导热油中。

所述传感器包括设置于距离所述油桶的桶壁一定距离处并与所述导热油相接触的导热油测温探头、设置于所述油杯中心并与所述实验油接触的实验油测温探头。

所述搅拌器包括减速电机、安装于所述减速电机的输出轴上的搅拌桨叶。

所述控制电路包括：

与外接电源相连接的电源线；

与所述电源线相连接，用于控制所述搅拌器启动工作或停止工作，并在所述搅拌机稳定工作时发出状态信号的搅拌器控制模块；

分别与所述电源线、所述搅拌器控制模块、所述传感器相连接，用于基于所述状态信号控制所述加热器启动工作晚于所述搅拌器、停止工作早于所述搅拌器，或者在所述传感器检测到所述导热油温度或所述实验油温度超过对应设定值时控制所述加热器停止工作的加热器控制模块。

所述搅拌器控制模块包括与所述电源线和所述搅拌机相连接并能够输出所述状态信号的搅拌器控制器；

所述加热器控制模块包括第一中间继电器、第二中间继电器、第一接触器、加热器控制器、与所述传感器相连接并在所述传感器检测到所述导热油温度或所述实验油温度超过对应设定值时输出油温检测信号的温控表；

所述第一中间继电器的线圈与所述电源线相连接，所述第二中间继电器的线圈与所述温控表相连接并接收所述油温检测信号，所述第一中间继电器的常开节点、所述第二中间继电器的常闭节点和所述第一接触器的线圈相串联并与所述搅拌器控制器相连接而接收所述状态信号，所述第一接触器的常开节点、所述加热器控制器、所述加热器相串联并与所述电源线相连接。

所述恒温油浴器还包括用于悬挂所述实验样本的置样架和/或设置于所述油桶底部的接油盘。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明能够提高实验数据准确性、降低重复实验频率，提高工作效率，适应对油浴实验的更高要求。

附图说明

附图1为本发明的恒温油浴器的部分结构示意图。

附图2为本发明的恒温油浴器中油杯的放大示意图。

附图3为本发明的恒温油浴器中部分结构的示意图。

附图4为本发明的恒温油浴器中控制电路的部分电路图。

附图5为本发明的恒温油浴器中控制电路的另一部分电路图。

以上附图中：1、油桶；2、油杯；3、导热油；4、实验油；5、桶盖；6、减速电机；7、搅拌桨叶；8、加热器；9、内盖；10、导热油测温探头；11、实验油测温探头；12、支架；13、挂环；14、防尘盖；15、接油盘；16、置样架；17、实验样本。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。

实施例一：如附图1至附图3所示，一种用于对实验样本17进行油浴实验恒温油浴器，包括油桶1、油杯2、加热器8、搅拌器、传感器和控制电路。

油桶1呈圆柱形，其内盛装有导热油3。油桶1包括桶体，桶体的顶部形成油桶1的桶口。桶体为由不锈钢板经中空卷制焊接而成的双层结构的桶体，双层结构内填充有隔热保温材料而形成隔热保温层，从而可以降低油浴器温度损耗。加热器8采用电加热器，设置在油桶1底部，用于加热油桶1中的导热油3。搅拌器倾斜设置于导热油3中，用于促使导热油3流动。搅拌器包括减速电机6、安装于减速电机6的输出轴上的搅拌桨叶7。减速电机6可以使用功率较小的静音减速电机6，速比（1:25）。搅拌器以一定倾斜角度安装在恒温油浴器的油桶1中，其搅拌桨叶7使得导热油3可以上下翻滚循环和左右循环，保证了外围导热油3从上到下、从左到右的流动性。

油杯2用于盛装实验油4，其包括杯体，杯体的杯壁上形成包含台阶面的台阶结构。油杯2可拆卸地设置于油桶1内，油杯2的至少一部分浸入导热油3中，且不与油桶1的桶壁和桶底接触，从而可以利用导热油3通过传导方式为实验油4加热，外部流动油浴，内部静态实验用油，保证温度稳定，解决烘箱加热或转子传热不稳定的问题，有效提高实验精度。油杯2可拆卸，则可以方便地切换。油杯2台阶面上搭设有内盖9，内盖9上设有若干个用于悬挂实验样本17的挂环13，并设置拿取用的把手，从而将实验样本17悬挂并浸润于实验油4中。通过挂环13，可以同时对多组实验样本17进行测试，提高实验效率。内盖9以及油杯2的台阶结构，可以解决实验样本17放置在油杯2中需保持高度同一和完全浸润的问题。

为了将油杯2设置在油桶1中，本实施例中在油桶1的桶口设置桶盖5，并在桶盖5上开设与油杯2相匹配的通孔，从而将油杯2悬挂于通孔内。而油杯2则在杯口设置向外延伸的翻边，并设置有防尘盖14。通过桶盖5和防尘盖14以及油杯2的翻边，可以防止混油，即防止实验油4混入导热油3中，实现导热油3和实验油4分离。

本方案中采用悬挂油杯2的方式，也可以使用设置在油桶1中的内部支架来支撑油杯2，但其可能要影响到导热油3的流动，因此不建议采用。桶盖5使用整体高强度的不锈钢金属板制作，保证搅拌器的震动不影响整套设备，并且能够支撑油杯2和其中实验油4的重量。加工桶盖5时还要控制其上放置油杯2用通孔的尺寸和油杯2的外径尺寸精度，以保证使用中不产生油杯2的晃动，避免影响实验的实际效果。

传感器用于分别检测导热油3温度和实验油4温度，它包括设置于距离油桶1的桶壁一定距离处并与导热油3相接触的导热油测温探头10、设置于油杯2中心并与实验油4接触的实验油测温探头11。通常按照导热油3或实验油4的深度为基准，对应的测温探头设置在油面总高度的0.618倍位置附近。可以通过悬挂方式安装传感器。

此外，该恒温油浴器还可以包括用于悬挂实验样本17的置样架16和/或设置于油桶1底部的接油盘15，从而可以方便挂置实验样本17以及对实验后样本的处理。且本实施例中设置支架12用于悬挂设置传感器和搅拌器。

以上恒温油浴器的各部分尺寸可以根据需要定制，通常实验油4和导热油3的体积比约1:4。

控制电路分别与加热器8、搅拌器、传感器相连接。如附图4和附图5所示，控制电路包括电源线、搅拌器控制模块和加热器控制模块。

电源线于外接电源相连接从而提供所需电能，其包括相线和零线。

搅拌器控制模块于电源线相连接，还与搅拌器相连接，用于控制搅拌器启动工作或停止工作，并在搅拌机稳定工作时发出状态信号。搅拌器控制模块包括与电源线和搅拌机相连接并能够输出状态信号的搅拌器控制器。

加热器控制模块分别与电源线、搅拌器控制模块、传感器相连接，它用于基于状态信号控制加热器8启动工作晚于搅拌器、停止工作早于搅拌器，或者在传感器检测到导热油3的温度或实验油4的温度超过对应设定值时控制加热器8停止工作。加热器控制模块包括第一中间继电器2ka1、第二中间继电器2ka2、第一接触器1km2、加热器控制器和温控表。其中温控表与传感器相连接并在传感器检测到导热油3的温度或实验油4的温度超过对应设定值时输出油温检测信号。由于传感器包括两个测温探头，分别为导热油测温探头10和实验油测温探头11，故它们分别对应设置有温控表，分别为导热油温控表和实验油温控表。第一中间继电器2ka1的线圈与电源线相连接，第二中间继电器2ka2的线圈与温控表相连接并接收油温检测信号，第一中间继电器2ka1的常开节点、第二中间继电器2ka2的常闭节点和第一接触器1km2的线圈相串联并与搅拌器控制器相连接而接收状态信号，第一接触器1km2的常开节点、加热器控制器、加热器相串联并与电源线相连接。

此外，控制电路还可以包括第二接触器1km1以及多个指示灯。第二接触器1km1的线圈与电源线相连接，而其常开触点则设置在电源线搅拌器控制器前方的电源线上。指示灯包括连接在电源线上的电源工作指示灯、与搅拌器控制器相连接并基于状态信号点亮的搅拌工作指示灯、与加热器8相连接的加热工作指示灯等，还可以设置与温控表相连接并基于油温检测信号而报警的超温报警器。

在恒温油浴器工作过程中，搅拌器的启动需配合加热器8和传感器，可以采用无触点固态继电器和加热pid模糊控制，实现稳定、均匀、精准的加热。在启动加热器8工作前必须要先启动搅拌器，只有搅拌器正常工作后才能自动接通加热器8电源。如搅拌器发生故障报警后是没有办法启动加热控制的。加热过程中，传感器一检测到超温（如大于设定温度3℃），就切断加热器8电源停止加热，并且发出报警信号，此时，搅拌器需继续正常运行，防止超温后导热油3在加热器8上产生结焦。如果在运行过程中搅拌器出现故障就自动切断加热器8电源停止加温。

具体到上述控制电路中，当接通外接电源时并接通开关1q1后，第二接触器1km1的线圈得电，从而其常开触点1km1闭合，电源工作指示灯点亮，关闭开关1q2，搅拌器控制器控制搅拌器的减速电机6启动工作。当减速电机6工作稳定后，搅拌器控制器输出状态信号，而使搅拌工作指示灯点亮。同时，闭合开关2qa1后，第一中间继电器2ka1的线圈得电，使得第一中间继电器2ka1的常开节点闭合，从而第一中间继电器2ka1的常开节点、第二中间继电器2ka2的常闭节点和第一接触器1km2的线圈构成的串联通路获得状态信号，使得第一接触器1km2的常开节点闭合，则加热器控制器得电并控制加热器8开始工作。传感器的两个测温探头分别检测导热油3和实验油4的温度，当检测到的温度超过对应温控表中的设定值时，温控表输出油温检测信号。此时超温报警器进行报警，并且第二中间继电器aka2的线圈得电，使得其常闭节点2ka2断开连接，则第一接触器1km2的线圈失电，从而断开其常开节点1km2，使加热器8停止工作，而搅拌器继续工作。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。