[发明专利]连铸保护渣温度控制装置

说明书

本发明涉及一种连铸保护渣温度控制装置，包括开关电源、热电偶、主控芯片，串口通信电路；其特征在于：设有热电偶信号采集与加热转换电路、信号放大电路、AD采集电路和三个稳压电路；开关电源输出端连接热电偶加热电路和三个稳压电路，热电偶信号输出连接信号放大电路，信号放大电路的输出端连接AD采集电路，AD采集电路的输出端连接主控芯片；热电偶加热电路的正负极分别连接热电偶1端和热电偶2端，主控芯片的PWM输出端连接开关电源；主控芯片通过控制PWM信号输出高低电平，切换热电偶加热和信号采集电路，进行热电偶加热和信号采集。本发明低成本，操作简单，升降恒温准确，实时性强，能够达到实验要求。

技术领域

本发明涉及一种连铸保护渣温度控制装置，用于控制保护渣升温、降温以及观测保护渣析晶过程。

背景技术

连铸保护渣是添加在钢液表明帮助正常浇铸的粉料，其主要作用有防止钢液二次氧化、绝热保温、吸收非金属夹杂物、改善结晶器传热以及润滑铸坯的作用。保护渣的选择对实际生产的顺行、铸坯表面质量以及皮下质量将产生巨大的影响，其在连铸过程中的作用是至关重要的。连铸保护渣的融化温度和融化速度必须可控，熔渣层的厚度、渣膜的形成与融化温度和速度息息相关。对于研究保护渣的析晶过程是至关重要的，保护渣在不同速率下的析晶过程对于实验仪器有很高的要求，传统的方法如显微镜半球法，骤冷淬火法等，这些方法所用的实验设备价格都是十分高昂。还有一些传统的设备更是存在温度控制不精确，设定温度达不到，升温和降温过程严重滞后，耗费时间等各种问题。

发明内容

本发明针对传统设备成本较高，以及控制精度不准确的问题，提供一种低成本、操作简单、升降恒温准确、实时性强、能够达到实验要求的连铸保护渣温度控制装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种连铸保护渣温度控制装置，包括开关电源、热电偶、主控芯片，串口通信电路；设有热电偶信号采集与加热转换电路、信号放大电路、AD采集电路和三个稳压电路；开关电源输出端连接热电偶加热电路和三个稳压电路，热电偶信号输出连接信号放大电路，信号放大电路的输出端连接AD采集电路，AD采集电路的输出端连接主控芯片；热电偶加热电路的正负极分别连接热电偶1端和热电偶2端，主控芯片的PWM输出端连接开关电源；主控芯片通过控制PWM信号输出高低电平，切换热电偶加热和信号采集电路，进行热电偶加热和信号采集。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：

通过设置热电偶信号采集和加热转换电路，可以实现高频率的热电偶信号采集与加热的切换；主控芯片通过比对设定的温度值，以PID调节方式输出PWM信号，控制热电偶加热电路，进而控制热电偶的加热温度；操作简单，升降恒温准确，实时性强，能够达到实验要求。

作为优选，本发明更进一步的方案是：

热电偶加热与信号采集的一个切换周期为5ms，其中4ms为加热阶段，1ms为信号采集阶段。

开关电源输出端输出+5V电压分别至热电偶加热电路和三个稳压电路，三个稳压电路将+5V电压分别转换为+12V、+3.3V和-5V，其中+12V为信号放大电路中的仪表放大器的正电源供电，-5V为仪表放大器的负电源供电，+3.3V为主控芯片和串口供电。

热电偶信号采集与加热转换电路由电阻R5、R6和R7、MOS管Q1、三极管Q2、热电偶、1个输出+5V、40A的开关电源、主控芯片的一路PWM输出以及稳压电路输出的+3.3V和+12V构成。本装置处于任何状态时，上述转换电路均处于信号采集或者加热电路之一的状态。在装置上电之后，主控芯片没有发送PWM信号之前，装置处于信号采集阶段，主控芯片通过控制PWM信号，即可以切换热电偶信号采集和加热的状态。