一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统

摘要

本发明公开了种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统,其特征在于,主要由单片机,均与单片机相连接的数据存储模块、蜂鸣器、显示屏、继电器和信号处理单元,与继电器相连接的过压保护器,与信号处理单元相连接的变送器,以及与变送器相连接的热电偶组成。本发明的热电偶对干燥腔内的温度进行监测,并且通过变送器对热电偶输入的信号转换成与温度信号成线性的直流模拟信号,本发明的信号处理单元能对电流信号进行处理,使单片机能接收到准确的信号,从而确保了本发明能对接收的温度信号进行准确的处理,有效的对干燥腔内的温度进行准确的控制,使壁材的凝固质量更高,心材不易被损坏。

权利要求

1.一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统，其特征在于，主要由单片机，均与单片机相连接的数据存储模块、蜂鸣器、显示屏、继电器和信号处理单元，与继电器相连接的过压保护器，与信号处理单元相连接的变送器，以及与变送器相连接的热电偶组成；所述信号处理单元由输入端与变送器相连接的信号频率放大电路，输入端与信号频率放大电路的输出端相连接的积分电路，以及与输入端积分电路的输出端相连接的AD转换电路组成；

所述AD转换电路的输出端与单片机相连接；

所述信号频率放大电路由三极管VT1，负极经电阻R1后与三极管VT1的相连接、正极与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，一端与极性电容C2的负极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R2，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C1，P极与极性电容C1的正极相连接、N极接地的二极管D1，正极与极性电容C1的正极相连接、负极与二极管D1的N极相连接的极性电容C3，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接后接地的可调电阻R4，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端作为信号频率放大电路的输出端并与积分电路相连接的电感L组成；所述极性电容C2的负极与变送器相连接；所述极性电容C3的正极还与外部

12V直流电源相连接。

2.根据权利要求1所述的一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统，其特征在于，所述积分电路由放大器P，一端与放大器P的正极相连接另一端与放大器P的输出端相连接的电阻R5，正极与放大器P的正极相连接、负极与放大器P的输出端相连接的极性电容C4，以及P极与放大器P的输出端相连接、N极经电阻R6后与放大器P的负极相连接后接地的二极管D2组成；所述放大器P的正极经电感L后与三极管VT1的集电极相连接，该放大器P的输出端作为积分电路的输出端并与AD转换电路相连接。

3.根据权利要求2所述的一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统，其特征在于，所述AD转换电路由转换芯片U，三极管VT2，一端与放大器P的输出端相连接、另一端与转换芯片U的IN管脚相连接的电阻R7，正极与转换芯片U的A/C管脚相连接、负极与转换芯片U的GND管脚相连接的极性电容C5，正极经电阻R8后与极性电容C5的负极相连接、负极与转换芯片U的THR管脚相连接的极性电容C6，一端与转换芯片U的REN管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R9，正极与三极管VT2的集电极相连接、负极与转换芯片U的THR管脚相连接后接地的极性电容C8，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D3，以及正极与转换芯片U的REN管脚相连接、负极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C7组成；所述极性电容C5的负极接地；所述三极管VT2的基极还与转换芯片U的REWN管脚相连接，该三极管VT2的发射极作为AD转换电路的输出端并与单片机相连接；所述转换芯片U的VS管脚与外部的+5V直流电源相连接，该转换芯片U的A/C管脚还与外部的-5V直流电源相连接。

4.根据权利要求3所述的一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统，其特征在于，所述转换芯片U为LM331集成芯片。

说明书

一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统

技术领域

[0001] 本发明 涉及一种温度控制系统，具体的说，是一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统。

背景技术

[0002] 微胶囊技术(Microencapsulation)是微量物质包裹在聚合物薄膜中的技术，是一种储存固体、液体、气体的微型包装技术。随着微胶囊技术的不断发展，微胶囊的干燥设备也在不断的增多，喷雾干燥微胶囊设备则是众多微胶囊的干燥设备中的一种。喷雾干燥微胶囊设备是一种能同时对心材进行包裹与干燥的设备，即喷雾干燥是将乳化液置于高温的干燥器内，通过喷雾头将乳化液雾化成微小的液滴，液滴与干燥器内的热空气充分的接触时，溶解壁材的水分受热后迅速蒸发，使壁材凝固，从而将心材包裹起来。而这种喷雾干燥微胶囊设备对心材进行包裹与干燥的质量，则取决于设备的干燥室内热空气的温度是否稳定。

[0003] 然而，现有的喷雾干燥微胶囊设备的温度控制系统对热电偶所传输的信号处理的效果较差，导致温度控制系统对干燥室内的温度控制出现一定的误差，致使壁材的凝固质量不高，心材易被损坏。

发明内容

[0004] 本发明 的目的在于克服现有的喷雾干燥微胶囊设备的温度控制系统对热电偶所传输的信号处理的准确性较差的缺陷，提供的一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统。

[0005] 本发明 通过以下技术方案来实现：一种微胶囊材料的喷雾干燥设备用温度控制系统，主要由单片机，均与单片机相连接的数据存储模块、蜂鸣器、显示屏、继电器和信号处理单元，与继电器相连接的过压保护器，与信号处理单元相连接的变送器，以及与变送器相连接的热电偶组成；所述信号处理单元由输入端与变送器相连接的信号频率放大电路，输入端与信号频率放大电路的输出端相连接的积分电路，以及与输入端积分电路的输出端相连接的AD转换电路组成；所述AD转换电路的输出端与单片机相连接。

[0006] 所述信号频率放大电路由三极管VT1，负极经电阻R1后与三极管VT1的相连接、正极与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C2，一端与极性电容 C2的负极相连接、另一端与三极管VT1的基极相连接的电阻R2，负极与三极管VT1的基极相连接、正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接的极性电容C1，P极与极性电容C1的正极相连接、N极接地的二极管D1，正极与极性电容C1的正极相连接、负极与二极管D1的N极相连接的极性电容C3，一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端与极性电容C2的负极相连接后接地的可调电阻R4，以及一端与三极管VT1的集电极相连接、另一端作为信号频率放大电路的输出端并与积分电路相连接的电感L组成；所述极性电容C2的负极与变送器相连接；所述极性电容C3的正极还与外部12V直流电源相连接。

[0007] 所述积分电路由放大器P，一端与放大器P的正极相连接另一端与放大器P 的输出端相连接的电阻R5，正极与放大器P的正极相连接、负极与放大器P的输出端相连接的极性电容C4，以及P极与放大器P的输出端相连接、N极经电阻R6后与放大器P的负极相连接后接地的二极管D2组成；所述放大器P的正极经电感L后与三极管VT1的集电极相连接，该放大器P的输出端作为积分电路的输出端并与AD转换电路相连接。

[0008] 所述AD转换电路由转换芯片U，三极管VT2，一端与放大器P的输出端相连接、另一端与转换芯片U的IN管脚相连接的电阻R7，正极与转换芯片U 的A/C管脚相连接、负极与转换芯片U的GND管脚相连接的极性电容C5，正极经电阻R8后与极性电容C5的负极相连接、负极与转换芯片U的THR管脚相连接的极性电容C6，一端与转换芯片U的REN管脚相连接、另一端与三极管VT2的基极相连接的电阻R9，正极与三极管VT2的集电极相连接、负极与转换芯片U的THR管脚相连接后接地的极性电容C8，P极与三极管VT2的发射极相连接、N极与三极管VT2的基极相连接的二极管D3，以及正极与转换芯片U的REN管脚相连接、负极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C7组成；所述极性电容C5的负极接地；所述三极管VT2的基极还与转换芯片U的REWN管脚相连接，该三极管VT2的发射极作为AD转换电路的输出端并与单片机相连接；所述转换芯片U的VS管脚与外部的+5V直流电源相连接，该转换芯片U的A/C管脚还与外部的-5V直流电源相连接。

[0009] 为了本发明 的实际使用效果，所述转换芯片U为LM3312集成芯片。

[0010] 本发明 与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

[0011] (1)本发明 的结构简单，实用性强，本发明 的热电偶对干燥腔内的温度进行监测，并且通过变送器对热电偶输入的信号转换成与温度信号成线性的直流模拟信号，本发明 的信号处理单元能对电流信号进行处理，使单片机能接收到准确的信号，从而确保了本发明 能对接收的温度信号进行准确的处理，有效的对干燥腔内的温度进行准确的控制，使壁材的凝固质量更高，心材不易被损坏。

[0012] (2)本发明 的信号处理单元设置了信号频率放大电路和积分电路以及 AD转换电路，其信号频率放大电路能对信号频率和带宽的细微波动进行调整，积分电路能对调整后的信号进行积分，使信号跟稳定；而AD转换电路能对信号进行混频处理，并将信号准确的转换为数据信号，确保了单片机能接收到准确的信息，从而确保了本发明 能对接收的温度信号进行准确的处理。

[0013] (3)本发明 采用了过压保护器对输出的电压进行过压保护，从而有效的防止了负载被高电压损坏。

附图说明

[0014] 图1为本发明 的整体框图。

[0015] 图2为本发明 的信号处理单元的电路结构示意图。

具体实施方式

[0016] 下面结合实施例及其附图对本发明 作进一步地详细说明，但本发明 的实施方式不限于此。

[0017] 实施例

[0018] 如图1所示，本发明 主要由单片机，均与单片机相连接的数据存储模块、蜂鸣器、显示屏、继电器和信号处理单元，与继电器相连接的过压保护器，与信号处理单元相连接的变送器，以及与变送器相连接的热电偶组成。其中，所述信号处理单元如图2所示，其由信号频率放大电路和积分电路以及AD转换电路组成。

[0019] 实施时，本发明 的单片机采用了AT89C51单片机来实现，该单片机的 P1管脚与数据存储模块相连接，P3管脚与显示屏相连接，P1.4管脚与蜂鸣器相连接，RESET管脚与复位器相连接，P0管脚与信号处理单元相连接，P1.5管脚与继电器相连接，VCC管脚与外部电源相连接。本发明 的外部电源为6V 直流电压，该6V直流电压给单片机供电。其中，继电器采用了美格尔生产的 MGR-1D4860型单相固态继电器，该继电器的环境温度为-30℃～+75℃，其使用寿命较长。本发明 的过压保护器与喷雾干燥设备的加热器相连接。

[0020] 本发明 的热电偶采用了上海沃蓝仪表有限公司生产的WRET-01型热电偶，该热电偶设置在干燥腔内，用于对干燥腔内的温度进行监测，热电偶的阻值能随着干燥腔内温度的变化而变化，即热电偶输出的信号能随着干燥腔内温度的变化而变化，热电偶将信号传输给变送器。该变送器采用了福建上润公司生产的WP-9077系列的变送器，变送器对热电偶输入的信号转换成与温度信号成线性的直流模拟信号，变送器并将转换后的直流模拟信号传输给信号处理单元。信号处理单元对信号频率和带宽的细微波动进行调整，能对调整后的信号进行积分，使信号跟稳定；并且对信号进行混频处理，并将信号准确的转换为数据信号，信号处理单元将转换后的数据信号传输给单片机，有效的确保了单片机能接收到准确的信息。该单片机内的数据识别器对数据信号进行处理后得到一个温度值，单片机内的比较器将得到的温度值与数据存储模块内存储的温度值进行比对。本发明 的数据存储模块采用了泽耀科技公司生产的 AS01-ML01DP3数据存储模块，该数据存储模块内预存有乳化液雾化和壁材凝固干燥所需的存储温度值。

[0021] 当单片机得到的温度值小于数据存储模块内预存的温度值时，单片机则输出控制电流给继电器，单片机同时输出控制电流给蜂鸣器，蜂鸣器发出提示音，以便于提示工作人员能及时的得知喷雾干燥设备的干燥腔内出现温度过低的现象了。继电器得电吸合，继电器的常开触点闭合，过压保护器得电，该过压保护器采用保定奥兰电气科技公司生产的TBP-0.5型过压保护器，过压保护器对电压进行过压保护，有效的防止了负载被高电压损坏，过压保护器输出稳定的电压给喷雾干燥设备的加热器，加热器得电，加热器开始加热，加热器对干燥腔内的空气进行加热。直到干燥腔内的温度与数据存储模块内预存的温度值一致，单片机停止输出控制电流，继电器失电而释放，过压保护器失电，喷雾干燥设备的加热器停止加热。

[0022] 本发明 的显示屏采用了带触摸控制键的液晶显示屏，该显示屏用于对干燥腔内的实际温度和数据存储模块的预存温度进行显示。并且可通过显示屏上的触摸键来对数据存储模块内的温度值进行调节，数据存储模块内的温度值是根据不同的乳化液雾化和壁材凝固干燥所需的存储温度值进行调节。

[0023] 本发明 为了确保对接收的信号进行准确的处理，所设置的信号处理单元如图2所示，其由信号频率放大电路和积分电路以及AD转换电路组成。其中，所述信号频率放大电路如图2所示，其由型号为3DG12的三极管VT1，阻值为20KΩ的电阻R1，阻值为10KΩ的电阻R2，阻值为40KΩ的电阻R3，阻值为0～100KΩ的可调电阻R4，容值为1μF的极性电容C1，容值为10μF的极性电容C2，容值为1000μF的极性电容C3，型号为1N4013的二极管D1，以及自感值为
50μH的电感L组成。

[0024] 连接时，极性电容C2的负极经电阻R1后与三极管VT1的相连接，正极与三极管VT1的发射极相连接。电阻R2的一端与极性电容C2的负极相连接，另一端与三极管VT1的基极相连接。极性电容C1的负极与三极管VT1的基极相连接，正极经电阻R3后与三极管VT1的发射极相连接。

[0025] 二极管D1的P极与极性电容C1的正极相连接，N极接地。极性电容C3 的正极与极性电容C1的正极相连接，负极与二极管D1的N极相连接。可调电阻R4的一端与三极管VT1的集电极相连接，另一端与极性电容C2的负极相连接后接地。

[0026] 电感L的一端与三极管VT1的集电极相连接，另一端作为信号频率放大电路的输出端并与积分电路相连接。所述极性电容C2的负极与变送器相连接；所述极性电容C3的正极还与外部12V直流电源相连接。

[0027] 进一步地，所述积分电路如图2所示，其由型号为OP364的放大器P，阻值为390Ω的电阻R5，阻值为47KΩ的电阻R6，容值为10μF的极性电容C4，以及型号为1N4013的二极管D2组成。

[0028] 连接时，电阻R5的一端与放大器P的正极相连接另一端与放大器P的输出端相连接。极性电容C4的正极与放大器P的正极相连接，负极与放大器P的输出端相连接。二极管D2的P极与放大器P的输出端相连接，N极经电阻R6后与放大器P的负极相连接后接地。所述放大器P的正极经电感L后与三极管VT1 的集电极相连接，该放大器P的输出端作为积分电路的输出端并与AD转换电路相连接。

[0029] 更进一步地，所述AD转换电路如图2所示，其由型号为LM331的转换芯片U，型号为3AX81的三极管VT2，阻值为10KΩ的电阻R7、电阻R10，阻值为22KΩ的电阻R8，阻值为47KΩ的电阻R9，容值为2μF的极性电容C5，容值为1μF的极性电容C6，容值为4μF的极性电容C7，容值为10μF的极性电容 C8，以及型号为2N4013的二极管D3组成。

[0030] 连接时，电阻R7的一端与放大器P的输出端相连接，另一端与转换芯片U 的IN管脚相连接。极性电容C5的正极与转换芯片U的A/C管脚相连接，负极与转换芯片U的GND管脚相连接。极性电容C6的正极经电阻R8后与极性电容C5的负极相连接，负极与转换芯片U的THR管脚相连接。电阻R9的一端与转换芯片U的REN管脚相连接，另一端与三极管VT2的基极相连接。

[0031] 极性电容C8的正极与三极管VT2的集电极相连接，负极与转换芯片U的 THR管脚相连接后接地。二极管D3的P极与三极管VT2的发射极相连接，N 极与三极管VT2的基极相连接。极性电容C7的正极与转换芯片U的REN管脚相连接，负极经电阻R10后与三极管VT2的发射极相连接。

[0032] 所述极性电容C5的负极接地；所述三极管VT2的基极还与转换芯片U的 REWN管脚相连接，该三极管VT2的发射极作为AD转换电路的输出端并与单片机相连接；所述转换芯片U的VS管脚与外部的+5V直流电源相连接，该转换芯片U的A/C管脚还与外部的-5V直流电源相连接。

[0033] 运行时，极性电容C3、二极管D1和极性电容C1组成了信号频率放大电路的电压恒流器，该恒流器对输入的12V直流电压进行恒流，使电路得到一个温度的工作电压。变送器输出的直流模拟信号经电阻R1限流，限流后的直流模拟信号传输给三极管VT1、电阻R2和极性电容C2形成的放大器，该放大器对直流模拟信号的频率和带宽的细微波动进行调整，以便于信号反馈处理，放大器处理后的信号经可调电阻R4进行电流调节，使直流模拟信号的电流与采样信号的电流一致，最后通过电感L进行电解后传输给积分电路，从而使信号频率放大电路实现了对信号的频率和带宽的调整。

[0034] 其中，信号频率放大电路输出的信号经放大器P、电阻R6和二极管D2形成的积分器对信号进行积分处理，使输出信号和偏差积分成正比，有效的提高了信号的稳定性，积分处理后的信号则经极性电容C4和电阻R5形成的反馈滤波器进行滤波，有效的消除信号中的干扰信号，使信号更平稳，积分电路将处理后的信号传输给AD转换电路。

[0035] 该AD转换电路的工作电压为5V直流电压，使电压由外部电源提供，且通过转换芯片U的VS管脚和A/C管脚为AD转换电路供电。电阻R7对输入端直流模拟信号的电流进行限制，电流限制后的直流模拟信号经转换芯片U的IN管脚传输给转换芯片U，该芯片为LM331集成芯片，其具有信号识别、混频处理和信号转换等功能，转换芯片U对输入的信号进行混频处理，处理后的信号则经转换芯片U内的转换器进行信号转换，该转换芯片U将直流模拟信号转换为数据信号，该数据信号则经转换芯片U的POUT管脚和REN管脚以及THR管脚输出。其POUT管脚输出的低频数据信号经极性电容C7和电阻R10形成的低通滤波器进行滤波，有效的对信号高频信号进行消除。该转换芯片U的REN 管脚输出的高频信号经电阻R9进行抑制，有效的对信号的低频信号进行抑制，经低阻滤波和电阻R9进行低频信号处理的信号传输给三极管VT2、极性电容 C8和二极管D3形成的放大器，该放大器对信号的频率进行放大，使输出的信号与采样信号的频率一致，AD转换电路将转换后的数据信号传输给单片机，有效的确保了单片机接收的信号的准确性，从而使信号处理单元实现了对信号频率和带宽的细微波动进行调整，能对调整后的信号进行积分，使信号跟稳定；并且对信号进行混频处理，并将信号准确的转换为数据信号的效果，有效的提高了本发明 对接收信号处理的准确性。

[0036] 按照上述实施例，即可很好的实现本发明 。