[发明专利]液冷降温式恒温槽系统及智能控温方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度计量系统及控温方法，是一种具有快速动态特性的精密控温恒温槽检定系统。

背景技术

测温元件的合格性检定，一直以来是各企业、计量监督部门保证企业安全生产的有效手段。这种检定需要一种快响应的高性能恒温槽。而传统的恒温槽一般采用电加热元件对液态介质进行加热，升温响应可以很快，但是降温过程只靠自然散热，无法人为控制，结果使达到检定要求的温场所需要的过渡过程非常长。从而使测温元件的检定成为低效率、耗时、耗电和不受欢迎的。特别不能适应现代工业生产的高速度、高质量和低成本的要求。为此，利用液冷或气冷的强制降温手段已成为常见的改进思路。但是，利用液冷或气冷的强制降温手段的恒温槽增加了设备的复杂性和增大了温度控制的难度，致使至今在国内难见此类装置的成功研制的报道。关键在于新系统的合理设计和先进温度控制方法的发明。

发明内容

本发明是要提供一种液冷降温式恒温槽系统及其智能温度控制方法，该系统通过强制液冷使得降温速度比自然降温提高了近二十倍，并且可以有效地避免温度超调过程发生和减少热惯性的负面影响，从而使精密控温过程时间大大缩短，耗电量明显减少。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种液冷降温式恒温槽系统，包括冷却水箱及冷却液、液槽及工作液、智能温度控制器，其点是：冷却水箱中配有制冷器和冷却水箱温度传感器；液槽中装有与电加热执行器相接的电加热器、水冷却器、搅拌器、液槽温度传感器；水冷却器进、出水管与冷却水箱相连，且进水管上接有冷却水泵；智能温度控制器的信号输入端分别连接冷却水箱温度传感器和液槽温度传感器，输出端分别连接电加热执行器、搅拌器电机、冷却水泵、制冷器。

水冷却器由紫铜盘管制成，且安装在液槽的内侧；制冷器中的压缩机为冰箱制冷压缩机；水箱温度传感器和液槽温度传感器为铂电阻温度传感器；智能温度控制器由嵌入式计算机系统构成。

针对这种液冷降温式恒温槽的智能温度控制方法：

(1)自动设定冷却水箱温度期望值并控制冷却水箱温度

冷却水箱温度期望值，由智能温度控制器根据环境温度值、液槽当前恒温设定值和实际温度值进行智能分析后自动设定。

在降温控制过程中，冷却水箱中的液温将逐渐升高；当冷却水箱中的液温超过所设定的温度上限时，智能温度控制器发出指令启动制冷器，对冷却液进行制冷，并逐渐使冷却液的温度降低；当冷却液的温度低于所设定的温度下限时，智能温度控制器发出指令关停制冷器。

(2)自动启动升温式控温程序

液槽温度传感器始终把当前液槽温度传送至智能温度控制器；当液槽的当前槽温远比设定温度低时，则智能温度控制器自动启动升温式控温程序，发出控制量信号给电加热执行器，电加热执行器给电加热器加成比例的电流，使工作液的温度逐渐升高。为均匀液槽内工作区域的工作液温度，智能温度控制将启动搅拌电机让搅拌器起作用。

(3)启动智能优化精密温度控制程序

当工作液槽的当前槽温接近设定温度时，智能温度控制器启动智能优化精密温度控制程序。并将根据液槽温度动态模型进行最优预测控制。

(4)自动启动降温控制程序和降温速率控制程序

当液槽当前槽温远比设定温度高时，智能温度控制器自动启动降温控制程序，并发出指令启动冷却水泵，使冷却液循环流经水冷却器，并将液槽中的热量由冷却液带出，快速降温；

当需要控制降温速率时，智能温度控制器同时启动降温速率控制程序，并启动冷却水泵后还通过控制冷却水泵电机转速或控制调节阀门开度来控制水流量的大小，使冷却液流经水冷却器的量恰好使液槽温度下降速率在所要求的范围内。

(5)自动进行降温控制与升温控制转换

当启动降温控制程序后，液槽当前槽温达到降温设定目标温度时，则智能温度控制器将结束降温控制程序并自动启动升温式控温程序。

本发明的有益效果是：本发明系统与传统的恒温液槽装置相比，最大的特点就是利用智能温度控制器协调地控制了具有强制液冷降温功能的恒温液槽；通过强制液冷使得降温速度比自然降温提高了近二十倍(据初步测算)，并且可以有效地避免温度超调过程发生和减少热惯性的负面影响，从而使精密控温过程时间大大缩短，耗电量明显减少。智能温度控制器将加热、冷却和制冷过程有机地结合起来，可以有更大的自由度地控制期望温度场的产生，为温度计量及其他需要提供精密温度场的工作提供更好的服务。

附图说明

图1是本发明的结构原理图。

具体实施方式