[发明专利]一种可实时测得冻料温度的冷冻机

权利要求书

1.一种可实时测得冻料温度的冷冻机，包括冷冻机框架(1)和冷冻出料提升架(3)，其特征在于，还包括安装在冷冻机框架(1)上均匀排布的冷冻平板(2)；所述冷冻出料提升架(3)连接有提升横梁(4)；所述提升横梁(4)通过提升立杆总成(5)控制其上下运动；所述提升立杆总成(5)其两侧各设置有一个提升横梁(4)；所述冷冻平板(2)一侧设置有牵引架(7)；所述冷冻机框架(1)上连接有手动操作阀集成(8)；所述手动操作阀集成(8)一端连接液压油管(9)；所述冷冻平板(2)后方气口处连接有供液软管(10)和回气软管(11)；从而形成制冷循环；所述回气软管(11)连接有回气集管(12)；所述回气集管(12)固定在框架(1)后方；所述供液软管(10)连接有供液集管(13)；所述供液集管(13)固定在框架(1)后方；所述供液集管(13)上开有制冷剂供液口(14)；所述回气集管(12)上开有制冷剂回气口(15)；所述冷冻机框架(1)底部安装有温度探头(17)。

2.根据权利要求1所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述温度探头(17)上安装有保护罩(16)；所述保护罩(16)下方与冷冻机框架(1)连接的位置处设置有弹簧(18)；所述弹簧(18)与冷冻机框架(1)焊接固定。

3.根据权利要求1所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述冷冻出料提升架(3)的下方设置有一开口用于温度探头(17)在其下降时可以穿过。

4.根据权利要求1所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述冷冻平板(2)通过水平油缸(6)牵引并压紧；所述水平油缸(6)牵引并拉开每块冷冻平板(2)，两侧的立式油缸(20)通过提升横梁(4)将冷冻出料提升架(3)及其上的冻料(19)提起。

5.根据权利要求1所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述保护套(16)采用锥形设计，其引导温度探头(17)穿过提升横梁(4)插入冻料(19)。

6.根据权利要求1所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述温度探头(17)采用微处理器与外围电路搭建测温温控系统；所述测温温控系统包括微处理器、温度采集模块、温度控制模块、人机交互模块和警示模块；

所述温度采集模块主体为温度探头，其与冻料内部紧密接触，信号接入微处理器，用来采集冻料的内部真实温度；

所述温度控制模块包括冷冻机，其通过制冷剂注入，同时微处理器调控不同的信号从而控制冷冻机的输出功率，用以实现冷冻机舱内的温度控制变化；

所述人机交互模式包括电容式触摸显示屏、电源开关以及集成电路，温度探头(17)信号通过微处理器编程控制将温度参数以及状态信息显示在电容式触摸显示屏上；

所述警示模块为发光二极管以及蜂鸣器，其与微处理器交互信号，当系统未正常工作时，冷冻机舱内温度长时间不适当时声光报警；当温度采集模块采集到冻料内部温度达到预定误差范围内的温度时声光提示冷冻完成。

7.根据权利要求6所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述测温温控系统微处理器采用离散PID控制算法控制冷冻机舱内温度；

所述离散PID控制算法利用反馈来检测偏差信号，并通过偏差信号来控制被控量；而控制器本身就是比例、积分、微分三个环节的加和；

考虑在某个特定的时刻t，此时输入量为rin(t)，输出量为rout(t)，于是偏差就可计算为err(t)＝rin(t)-rout(t)；

PID的基本控制规律就可以表示为如下公式：

其中Kp为比例带，TI为积分时间，TD为微分时间；

由于微处理器离散时间采集温度，本发明将PID算法离散化。

8.根据权利要求7所述的一种可实时测得冻料温度的冷冻机，其特征在于，所述离散PID控制算法设系统采样周期为T，设检查第K个采样周期，此时的偏差表示为err(K)＝rin(K)-rout(K)，则积分表示为：err(K)+err(K+1)+……，微分表示为：(err(K)-err(K-1))/T；将第K次采样时，PID算法的离线形式表示为：

记为

U(k)＝k_perr(k)+K_i∑err(k)+K_d(err(k)-err(k-1))

则前一时刻，即k-1个采样周期表示为：

U(k-1)＝k_perr(k-1)+K_i∑err(k-1)+K_d(err(k-1)-err(k-2))

用第k个采样周期公式减去第k-1个采样周期的公式，得到了增量型PID算法的表示公式：

ΔU(k)＝k_p(err(k)-err(k-1))+K_ierr(k)+K_d(err(k)-2err(k-1)+err(k-2))

且U(k)＝U(k-1)+ΔU(k)

本离散PID控制算法具体应用为：

设定err(k)为预定冻料温度与采样实时冷冻机舱内的温度之差，而经过本离散PID控制算法后得到的ΔU(k)则为采样实时冷冻机舱内的温度离预定冻料温度的偏离程度；将此加载到微处理器对冷冻机的输出功率的控制信号上，则能达到对冷冻机舱内冻料的温度精准控制。