一种用于工作粘度液定值的恒温槽制造技术

本实用新型专利技术提供一种用于工作粘度液定值的恒温槽，包括槽体、温度控制器、温度传感器、加热制冷系统及搅拌循环装置；槽体内部设置搅拌桶，搅拌桶上开有流体入口及流体出口，流体入口的高度高于流体出口的高度；槽体的底端设有分流栅板；分流栅板的水平安装高度高于搅拌桶流体出口的高度；搅拌桶外壁与分流栅板围成的空间为槽体的工作区，搅拌桶内的流体通过流体出口、分流栅板进入槽体的工作区；槽体的工作区流体通过流体入口进入搅拌桶；温度传感器固定在槽体的工作区；温度控制器的输入端与输出端分别与温度传感器及加热制冷系统连接；加热制冷系统及搅拌循环装置固定在搅拌桶内。解决了目前恒温槽存在的温度准确性、均匀性、稳定性较差的问题。

A thermostat for fixing working viscosity liquid

【技术实现步骤摘要】
一种用于工作粘度液定值的恒温槽
本技术涉及一种恒温装置，具体涉及一种用于工作粘度液定值的恒温槽。
技术介绍
液体的粘性来自分子引力，温度升高，分子间的距离加大，分子引力减小，内摩擦减弱，粘度减小。粘度与温度的关系非常密切，在常温常压下，当温度变化1℃时，液体的粘度变化达百分之几到十几。因此，恒温槽温度的准确性、均匀性和稳定性对工作粘度液定值非常重要。在工作粘度液定值和毛细管粘度计检定/校准中，以观察液面经过毛细管粘度计计时球上下标线为计时起始点的判定，这就需要在整个过程中要尽量减小外界影响对毛细管粘度计内液体产生振动。但是，目前在大型恒温水槽中，一般都采用制冷压缩机实现降温，而制冷压缩机在工作时必然引起振动，在工作粘度液定值和毛细管粘度计检定/校准中引入过量误差。
技术实现思路
为了解决目前恒温槽存在的温度准确性、均匀性、稳定性较差的问题，本技术提供一种用于工作粘度液定值的恒温槽，该恒温槽能为工作粘度液定值提供符合要求的温度环境。本技术的技术解决方案是提供一种用于工作粘度液定值的恒温槽，其特殊之处在于：包括槽体、温度控制器、温度传感器、加热制系统及搅拌装置；上述槽体内部固定设置搅拌桶，搅拌桶上开有流体入口及流体出口，上述流体入口的高度高于流体出口的高度；上述槽体底端设有分流栅板；分流栅板的水平安装高度高于搅拌桶流体出口的高度；搅拌桶外壁与栅板围成的空间为槽体工作区，搅拌桶内的流体通过流体出口、分流栅板进入槽体工作区；槽体工作区的流体通过流体入口进入搅拌桶；上述温度传感器固定在槽体工作区；上述温度控制器的输入端与输出端分别与温度传感器及加热制冷系统连接；上述加热制冷系统及搅拌装置固定在搅拌桶内。将加热制冷系统放在恒温槽工作区隔壁的混合区(即搅拌桶内)，冷热介质在混合区中在搅拌器的作用下混合，混合区底部为冷热介质混合流体出口，热量通过这个出口进入恒温槽工作区，通过工作区底部的分流栅，使充分混合的流体介质均匀流过工作区，消除水平和垂直的温度梯度。进一步地，为了减小分流栅板上过流通孔的介质压力对流量的影响，本技术将分流栅板上流通孔的直径设计为：随与搅拌筒距离由近到远逐渐增大，保证恒温槽具有更好的温度均匀性。进一步地，为了便于检定/校准过程的监测，满足用工业相机完成对整个检定/校准过程的监测要求，所述槽体为立方体，前后侧壁采用厚钢化玻璃；进一步地，为了保证工作区内介质的温度稳定和均匀，所述搅拌桶的纵轴与槽体底部垂直，在搅拌推动下，工作介质在搅拌桶内自上而下流动。进一步地，所述搅拌桶为两个，分别位于槽体的相对两侧。进一步地，所述加热制冷系统包括相互独立的加热系统及冷却系统，上述加热系统包括加热器，上述冷却系统包括制冷压缩机与冷却盘管，上述加热器与冷却盘管位于搅拌桶内，制冷压缩机位于槽体外部。进一步地，上述搅拌装置为机械搅拌，搅拌轴与搅拌桶纵轴重合。进一步地，搅拌器转速1250r/min，既不会引起震荡，影响粘度计垂直度，也可以使工作区温度尽快均匀稳定下来。进一步地，为了准确读取黏度计测量数值和精确调节黏度计垂直度，还包括设置在槽体后壁外侧的背光板及槽体后方的发光区；对光源要求：(1)热辐射量低，以便尽量减少光源热辐射量对工作室温度影响。(2)发光均匀，减少读数视觉误差。发光区由42组LED组成发光矩阵，每3颗LED为一组，由12V直流开关电源供电。在恒温槽工作区后侧上中下各安装发光矩阵，在发光区对应的恒温槽后壁上安装背光板，这样可以使整个恒温槽工作区光线均匀，更适合观察毛细管黏度计中液面的状况，同时可以消除反光和折光对观察的影响。进一步地，上述温度传感器为铂电阻温度计，固定在槽体工作区中心。本技术的有益效果是：1、本技术主要为工作粘度液定值提供稳定、均匀、准确的温度环境，本技术恒温槽温度范围：(5～50)℃；温度波动性：0.01℃；温度均匀性：0.01℃。该恒温槽保证了温度的均匀性与波动度的要求，结构合理可行，具有很大的推广价值。2、本技术将槽体分为相互独立的工作区与混合区，搅拌在混合区进行，搅拌引起的振动不会对毛细管粘度计内液体产生振动；且加热至冷系统均位于混合区内，冷热介质在混合区中在搅拌器的作用下混合，混合区底部为冷热介质混合流体出口，热量通过这个出口进入恒温槽工作区，通过工作区底部的分流栅，使充分混合的流体介质均匀流过工作区，消除水平和垂直的温度梯度；明显提高了恒温槽整体的均匀性和稳定性。3、本技术槽体底端的分流栅板上流通孔的直径随与搅拌筒距离由近到远逐渐增大，由搅拌器推动的介质从搅拌筒下端通过分流栅板进入恒温工作区域，根据与搅拌桶之间的距离调整流通孔的大小，使得通过各流通孔的介质压力相同，对搅拌器推动的介质进行均匀有效分流，从而可以更好地保证恒温槽工作区域温度的均匀性。4、槽体设计为立方体，能够满足同时检定/校准6根工作毛细管粘度计，而且需要用工业相机完成对整个检定/校准过程的监测的要求。5、本技术采用基于神经网络的模糊自适应PID温度控制器，既有神经网络控制的自学习能力和大规模并行处理能力，又具有模糊控制灵活、适用性强的优点，还具有PID控制精度高的特点，并且能实现PID参数的在线自调整功能；附图说明图1为基于神经网络的模糊自适应PID温度控制器控制原理图；图中，KP为比例系数，KI为积分系数，KD为微分系数，r为输入，y为输出，{E}为误差和误差变化量后的模糊量。图2为恒温槽槽体结构温场示意图；图中：1-温度传感器，2-搅拌桶，3-加热器，4-冷却盘管，5-搅拌装置，9-槽体，8-流体出口；图3为工作介质循环方向示意图；6-分流栅板，7-流体入口；图4为槽体底端分流栅板示意图。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术做进一步地描述。恒温槽槽体结构、系统的热惯性、介质的均匀受热状况、混合体良好的流动状态及整机运转可靠性，都直接影响恒温槽的恒温效果。从硬件方面考虑，恒温槽的恒温效果与槽体内部形状有关，当槽体形状为球体时，其温度最均匀，恒温效果最好。为了满足同时检定/校准6根工作毛细管粘度计，而且需要用工业相机完成对整个检定/校准过程的监测的要求，如果将恒温槽提设计为球形或圆柱体，则会大幅增加其他功能部件的协同工作的难度，经综合考量，本技术将恒温槽体设计为立方体，本实施例具体结构如图2及图3所示，主要包括槽体9、位于槽体9内部的两个搅拌桶2及位于槽体底端的分流栅板6，槽体9前后侧壁部分采用10mm厚钢化玻璃，便于检定/校准过程的监测；两个搅拌桶2分别靠近槽体9的相对两个左右侧壁设置，中心点放置用作温度监控的铂电阻温度计。温度控制器根据铂电阻温度计采集的温度控制加热至冷系统，使得恒温槽工作在设定温度下。目前，温度控制的方法主要有标准PID控制、改进型PID控制、智能型PID控制、模糊控制以及神经网络控制等，它们各具优缺点。在实际应用中，根据具体的应用场合、不同的加热对象、不同的控制要求和控制精度，选择不同的控制方式。为了满足高精度控温的要求，恒温槽的温度控制必须采用一些其他的控制手段和方法，如智能控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等。本实施例选用基于神经网络的模糊自适应PID温度控制器，该温度控制器将神经网络控制、模糊自适应PID控制两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于工作粘度液定值的恒温槽，其特征在于：包括槽体(9)、温度控制器、温度传感器(1)、加热制冷系统及搅拌装置；所述槽体(9)的内部固定设置搅拌桶(2)，搅拌桶(2)上开有流体入口(7)及流体出口(8)，所述流体入口(7)的高度高于流体出口(8)的高度；所述槽体(9)的底端设有分流栅板(6)；分流栅板(6)的水平安装高度高于搅拌桶流体出口(8)的高度；搅拌桶(2)外壁与分流栅板(6)围成的空间为槽体(9)的工作区，搅拌桶(2)内的流体通过流体出口(8)、分流栅板(6)进入槽体(9)的工作区；槽体(9)的工作区流体通过流体入口(7)进入搅拌桶(2)；所述温度传感器固定在槽体(9)的工作区；所述温度控制器的输入端与输出端分别与温度传感器(1)及加热制冷系统连接；所述加热制冷系统及搅拌装置固定在搅拌桶(2)内。

【技术特征摘要】
1.一种用于工作粘度液定值的恒温槽，其特征在于：包括槽体(9)、温度控制器、温度传感器(1)、加热制冷系统及搅拌装置；所述槽体(9)的内部固定设置搅拌桶(2)，搅拌桶(2)上开有流体入口(7)及流体出口(8)，所述流体入口(7)的高度高于流体出口(8)的高度；所述槽体(9)的底端设有分流栅板(6)；分流栅板(6)的水平安装高度高于搅拌桶流体出口(8)的高度；搅拌桶(2)外壁与分流栅板(6)围成的空间为槽体(9)的工作区，搅拌桶(2)内的流体通过流体出口(8)、分流栅板(6)进入槽体(9)的工作区；槽体(9)的工作区流体通过流体入口(7)进入搅拌桶(2)；所述温度传感器固定在槽体(9)的工作区；所述温度控制器的输入端与输出端分别与温度传感器(1)及加热制冷系统连接；所述加热制冷系统及搅拌装置固定在搅拌桶(2)内。2.根据权利要求1所述的用于工作粘度液定值的恒温槽，其特征在于：分流栅板(6)上流通孔的直径随与搅拌筒距离由近到远逐渐增大。3.根据权利要求1所述的用于工作粘度液定值的恒温槽，其特征在于：所述槽体(9)为立方体，前后侧壁采用钢化玻璃。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建斌，张攀，张海飞，史玮强，张婧，郑显锋，
申请(专利权)人：西安航天计量测试研究所，
类型：新型
国别省市：陕西,61