專利名稱：安全智能烘箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種碳熱纖維加熱單片機(jī)控制的安全智能烘箱。
目前國(guó)內(nèi)外常用的烘箱是電爐絲加熱和控溫裝置構(gòu)成的烘箱，根據(jù)控溫的原理可分為點(diǎn)接式，雙金屬片或半導(dǎo)體式的控溫裝置。其工作原理是在烘箱的底層或側(cè)壁裝有一定功率的電爐絲，電爐絲的電源是由控制裝置所控，當(dāng)溫度低時(shí)接通電源，烘箱內(nèi)電爐絲加熱，當(dāng)溫度上升達(dá)到所控制的溫度時(shí)，控溫裝置切斷電源。即通過(guò)控溫裝置的開關(guān)電源實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。烘箱的溫度顯示大多是電壓或電流指針式表或者是水銀溫度度計(jì)顯示溫度狀況。該烘箱存在的主要問(wèn)題是(1)電爐絲加熱由于容易引起控制裝置失靈或一些干植物材料粉末落入電爐絲容易引起火災(zāi)，可燒毀整個(gè)烘箱。
(2)控溫裝置通過(guò)開關(guān)控制溫度，控溫過(guò)程中時(shí)開時(shí)關(guān)，是不能穩(wěn)定對(duì)溫度進(jìn)行控制的。有時(shí)出現(xiàn)控制失靈。
(3)不能進(jìn)行自動(dòng)變溫控制及自動(dòng)關(guān)閉和報(bào)警。更不能進(jìn)行定時(shí)預(yù)約打開電源自動(dòng)工作。
(4)缺乏數(shù)字顯示電路，觀察溫度值不方便。
本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有烘箱的缺陷，提供一種單片機(jī)控制碳熱纖維加熱的安全智能型烘箱。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種烘箱，烘箱由箱體1和單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2構(gòu)成，單片機(jī)控溫定時(shí)裝置位于箱體上。箱體1由前門3、碳熱纖維板4、外層鐵或鋼板5、保溫材料6、內(nèi)層鋁板7、通氣口8構(gòu)成，通氣口8位于箱體頂部上，碳熱纖維板4在箱體底部?jī)?nèi)層上或者兩旁側(cè)、背向側(cè)面，前門3位于箱體前側(cè)面，箱體分內(nèi)、中、外層，外層是鐵或鋼板5，中層是保溫材料6，內(nèi)層是鋁板7。保溫材料6可是巖棉。
單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2由溫度傳感器T2，9、溫度傳感器T1，10、模擬放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、CPU13、鍵盤14、加熱功率控制15、報(bào)警電路16、測(cè)光電路17、背光逆變升壓電路18、整流穩(wěn)壓電源電路19、顯示器20組成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果為本實(shí)用新型的安全智能烘箱有單片機(jī)控溫定時(shí)裝置，能夠準(zhǔn)確地控制箱內(nèi)溫度。它具有分控制段設(shè)定烘干的不同溫度和時(shí)間，以及自動(dòng)按預(yù)先設(shè)定進(jìn)行溫度和時(shí)間的控制，當(dāng)不正常工作可報(bào)警，烘干結(jié)束后自動(dòng)關(guān)掉電源等功能。因此這種烘箱不會(huì)引起火災(zāi)以至燒毀整個(gè)烘箱，可實(shí)現(xiàn)對(duì)烘箱的溫度進(jìn)行穩(wěn)態(tài)控制，精度高，而且安全；能進(jìn)行預(yù)先設(shè)定不同控制的溫度以及時(shí)間長(zhǎng)度，能夠進(jìn)行控制狀態(tài)的數(shù)字顯示和提前預(yù)約工作的起始時(shí)間。并且還可加工成為輕便精美的箱體。
本實(shí)用新型有如下附圖


圖1本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖圖2加熱與保溫的箱體結(jié)構(gòu)示意圖圖3單片機(jī)控溫定時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖烘箱箱體1、單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2、前門3、碳熱纖維板4、外層鐵或鋼板5、保溫材料6、內(nèi)層鋁板7、通氣口8、溫度傳感器T2，9、溫度傳感器T1 10、模擬放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、CPU13、鍵盤14、加熱功率控制15、報(bào)警電路16、測(cè)光電路17、背光逆變升壓電路18、整流穩(wěn)壓電源電路19、顯示器20
以下結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本實(shí)用新型的實(shí)施例，但本實(shí)用新型不受下面實(shí)施例的所限制。
圖1為安全智能烘箱的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中烘箱箱體1，主要是保溫，箱內(nèi)置放被烘干的樣品，前門3打開和關(guān)閉，以便放入和拿取烘干樣品。圖中是單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2，主要具有分控制段設(shè)定烘干的不同溫度和時(shí)間，以及自動(dòng)按預(yù)先設(shè)定進(jìn)行溫度和時(shí)間的控制，當(dāng)不正常工作可報(bào)警，烘干結(jié)束后自動(dòng)關(guān)掉電源等功能。
圖2是加熱與保溫的箱體結(jié)構(gòu)示意圖，鋁箔包著的碳熱纖維板4，貼裝在箱體內(nèi)的3-4個(gè)側(cè)壁(兩旁側(cè)、背向側(cè)或底面)，鈦熱板并聯(lián)連接，增加了功率，箱內(nèi)分層網(wǎng)盤，可分層放置烘干樣品，箱體壁是由兩層金屬板，內(nèi)層為鋁板7，外層是鐵或鋼板5，兩層中間夾隔是隔熱巖棉6或其他保溫材料，從而使箱體有良好的保溫效果。箱體頂層有通氣口8，通過(guò)移動(dòng)隔板調(diào)節(jié)通氣口的大小。從而使箱體實(shí)現(xiàn)良好加熱保溫、通氣之效果。
圖3是單片機(jī)控溫定時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖，圖中為4片碳纖維加熱板4的并聯(lián)電路連接，其電源的電流是由單片機(jī)控制電路進(jìn)行控制。該控制電路有以下幾部分組成，溫度傳感器T1，10、溫度傳感器T2，9、模擬放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、CPU13、鍵盤14、加熱功率控制15、報(bào)警電路16、測(cè)光電路17、背光逆變升壓電路18、整流穩(wěn)壓電源電路19和顯示器20。
智能烘箱在溫度控制上采用雙溫度傳感器(T1，T2)，串聯(lián)雙電源控制器，以提高烘箱的安全系數(shù)，采用微處理器采集烘箱內(nèi)的溫度值，利用模糊理論控制加熱器的加熱功率及加熱時(shí)間，鍵盤輸入設(shè)定的溫度值及保持此溫度的時(shí)間值，可以多級(jí)設(shè)置。所以烘箱具有很高的控溫精度，使用靈活，安全性高。其電路原理是采用主傳感器和副傳感器的雙溫度傳感器。主傳感器采用鉑電阻，因其具有良好的精度，測(cè)溫范圍寬，性能穩(wěn)定可靠。利用恒流源對(duì)其提供100uA的電流，其輸出信號(hào)經(jīng)放大器緩沖，送A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)串行通信送微處理器處理，利用此溫度值為主要依據(jù)進(jìn)行溫度控制。輔助溫度傳感器用熱敏電阻，因其具有溫度系數(shù)大，成本低，放大電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，利用一恒壓源通過(guò)一個(gè)電阻對(duì)其供電，其輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)一級(jí)緩沖輸入到A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)串行輸入到微處理器，其反應(yīng)的溫度值作為輔助溫度控制和烘箱故障報(bào)警用。當(dāng)兩個(gè)溫度傳感器輸入的溫度值有一個(gè)超出警戒值時(shí)，即認(rèn)為烘箱出現(xiàn)故障，微處理器將關(guān)斷加熱器的主開關(guān)和副開關(guān)，并發(fā)出聲光報(bào)警，提醒使用人員注意。模擬放大部分使用測(cè)量放大器，因其共模抑制比高，輸入阻抗達(dá)幾兆歐，較大的放大倍數(shù)，將鉑溫度傳感器輸入的信號(hào)放大至20mv/℃，以利A/D進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。微處理器使用美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C2051，其口線驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)，可以直接驅(qū)動(dòng)光電耦合器和報(bào)警揚(yáng)聲器，片內(nèi)集成了2kB的flash程序存儲(chǔ)器，可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)。鍵盤用2×6輕觸薄膜按鍵。加熱功率控制部分采用微處理器的兩條口線直接驅(qū)動(dòng)兩個(gè)光電耦合器，光電耦合器控制可控硅的導(dǎo)通與截止，從而控制箱內(nèi)加熱器達(dá)到控溫的目的。其溫度的控制是采用模糊理論的程序控制。當(dāng)箱內(nèi)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，微處理器減少可控硅的對(duì)電源電頻截止次數(shù)，從而加大了平均電流，否則增加其可控硅的截止頻率，減少平均電流和維持最低電流，保持箱內(nèi)的增溫和自然降溫處于動(dòng)態(tài)平衡，以維持箱內(nèi)溫度穩(wěn)定。微處理器根據(jù)輸入的溫度信號(hào)和設(shè)定的條件，按著固化在CPU中的程序，進(jìn)行自動(dòng)控制。顯示器13不斷將測(cè)定溫度和相應(yīng)的時(shí)間顯示出來(lái)，鍵盤14用于在工作前的條件設(shè)定，假如設(shè)定2個(gè)控制段工作，第1控制段設(shè)定的溫度為105℃1小時(shí)，第2控制段設(shè)定溫度為75℃12小時(shí)，可在相應(yīng)的控制段中用鍵盤輸入設(shè)定溫度和時(shí)間值，啟動(dòng)工作后，單片機(jī)進(jìn)行有序控制，完成設(shè)定條件后自動(dòng)關(guān)掉碳熱纖維板的電源，并發(fā)出相應(yīng)的指示。測(cè)光電路在弱光下可將自動(dòng)打開顯示器的背光，以便使用者能看清楚。顯示器使用的是字符型點(diǎn)陣液晶模塊，可顯示2×16個(gè)字符，字型美觀。帶EL型背光，夜晚使用觀察方便。
一種安全智能型烘箱包括內(nèi)鑲3-4塊的碳纖維加熱板的保溫箱體和一套測(cè)溫、控溫定時(shí)的單片機(jī)系統(tǒng)。保溫箱體的特征在于，鈦纖維加熱板經(jīng)鋁板或箔保護(hù)處理，直接裝貼在烘箱內(nèi)壁，(包括三個(gè)側(cè)壁或一個(gè)底面共3-4塊加熱板)，烘箱體是一個(gè)雙層金屬板(內(nèi)層為鋁板面，外層為噴塑的鐵板或鋼板)構(gòu)成。箱體內(nèi)的雙層隔夾填充保溫材料如巖棉或其它耐高溫泡沫塑料和纖維。因此可起到增溫保溫的作用，單片機(jī)系統(tǒng)特征在于，有一個(gè)鉑電阻及其放大電路作為溫度傳感器，與單片機(jī)中央處理器CPU相連，CPU通過(guò)特定的控制程度，根據(jù)不同控制要求的溫度值和時(shí)間分別控制時(shí)段順序進(jìn)行有效控制。溫度的控制是通過(guò)電流調(diào)節(jié)的連續(xù)穩(wěn)態(tài)控制。當(dāng)烘箱內(nèi)溫度高時(shí)，控制電流變小，當(dāng)溫度低時(shí)，控制供電電流加大，當(dāng)溫度穩(wěn)定時(shí)，電流也達(dá)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。
單片機(jī)系統(tǒng)特征還在于配置了顯示和鍵盤，顯示為字符型液晶顯示器，可以顯示每個(gè)控制段所設(shè)定的溫度及時(shí)間，工作條件下的控制段，以及相應(yīng)的溫度及時(shí)間。鍵盤為12位觸摸式鍵盤，可以進(jìn)行輸入各控制段設(shè)定的溫度值和時(shí)間值，也可以操作電源，消除運(yùn)行程序、重新設(shè)定、顯示工作狀態(tài)等多種功能的操作。
權(quán)利要求1.一種烘箱，其特征在于烘箱由箱體1和單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2構(gòu)成，單片機(jī)控溫定時(shí)裝置位于箱體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烘箱，其特征在于箱體1由前門3、碳熱纖維板4、外層鐵或鋼板5、保溫材料6、內(nèi)層鋁板7、通氣口8構(gòu)成，通氣口8位于箱體頂部上，碳熱纖維板4在箱體底部?jī)?nèi)層上或者兩旁側(cè)、背向側(cè)面，前門3位于箱體前側(cè)面，箱體分內(nèi)、中、外層，外層是鐵或鋼板5，中層是保溫材料6，內(nèi)層是鋁板7。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的烘箱，其特征在于保溫材料6可是巖棉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的烘箱，其特征在于單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2由溫度傳感器T2，9、溫度傳感器T1，10、模擬放大器11、模數(shù)轉(zhuǎn)換器12、CPU13、鍵盤14、加熱功率控制15、報(bào)警電路16、測(cè)光電路17、背光逆變升壓電路18、整流穩(wěn)壓電源電路19、顯示器20組成。
專利摘要一種烘箱,由箱體1和單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2構(gòu)成。箱體1由前門3、碳熱纖維板4、外層鐵或鋼板5、保溫材料6、內(nèi)層鋁板7、通氣口8構(gòu)成。單片機(jī)控溫定時(shí)裝置2具有分控制段設(shè)定烘干的不同溫度和時(shí)間,以及自動(dòng)按預(yù)先設(shè)定進(jìn)行溫度和時(shí)間的控制,當(dāng)不正常工作可報(bào)警,烘干結(jié)束后自動(dòng)關(guān)掉電源等功能。因此這種烘箱不會(huì)引起火災(zāi)以致燒毀整個(gè)烘箱,可實(shí)現(xiàn)對(duì)烘箱的溫度進(jìn)行穩(wěn)態(tài)控制,精度高,而且安全。
文檔編號(hào)A47J37/00GK2300351SQ97218460
公開日1998年12月16日 申請(qǐng)日期1997年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月13日
發(fā)明者趙明, 尚有軍, 閻建河 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)