线网反应器温度控制系统及其线网反应器技术方案

线网反应器温度控制系统及其线网反应器，所述温度控制系统包括线网反应器、差动运算放大器、双路运算放大器、微控制器、光耦隔离器、功率控制调节器；所述线网反应器中热电偶的毫伏级温度信号输入到差动运算放大器,输出信号进入双路运算放大器线性放大,并将放大信号输入到微控制器进行信号处理,经微处理器进行PID控制运算后,输出脉冲控制信号PWM1和PWM2,经光耦隔离器隔离对地电势差后,再输入脉冲宽度调节器控制功率控制器输出直流方波通断时间比。

【技术实现步骤摘要】
线网反应器温度控制系统及其线网反应器
本技术涉及一种反应器及其控制系统，尤其是涉及一种线网反应器温度控制系统及其线网反应器。
技术介绍
化学反应的温度历程通常包括升温速率、最高温度及恒温时间3个主要因素,它对复杂反应的反应路径、产物的化学成分以及固体产物的物理形态均有很大的影响。研究高温、高加热速率下的化学反应机理,对于分析煤、生物质和固体废弃物等燃料的热解、气化和燃烧机理,以及掌握它在接近真实条件下的物理化学过程变化规律具有非常重要的意义。目前工程
经常使用的研究设备,如热重分析仪、固定床反应器等,加热速率往往只有每秒钟几度的升温速率,与真实的工业过程有较大的差异;而沉降炉、流化床、煤粉炉等,虽能在升温速率上满足要求,却无法跟踪和控制样品的温度历程,不利于深入探讨化学反应机理。这些常规设备在温度历程对化学反应影响的研究上有很大局限性。现有技术，如R.Loisin与R.Chauvin提出了线网反应装置(wire-meshreactor,WMR),该反应装置理论上可以达到0.1～5000K/s的加热速率,在实现高升温速率的同时,也可对样品的温度历程进行准确的控制。北美、欧洲]及澳大利亚等地均利用此反应装置进行了大量的研究。中国阎常峰的铂膜反应器属于相同原理的电加热装置,但该装置并没有实现加热速率的线性控制,对化学反应温度历程的控制并不准确,且铂通常具有较强的催化作用,增加了研究中的不确定性。在受热化学反应的研究中,对温度历程尤其是升温过程的控制至关重要。再如，中国专利申请（申请号：CN2017114230040，公开号：CN108062129A）公开一种线网反应器的温度调节方法及其系统，通过用户设定参数控制功率调节器功率输出，微控制器测量温度，且比较用户给定的温度值与实际的测量温度，再通过控制功率调节器的电流和电压输出，达到温度的精确控制。中国专利申请（申请号：CN2017114230055，公开号：CN108089616A）公开一种线网反应器的温度调节系统，包括微控制器、人机交互系统、功率调节器、线网反应器和与线网反应器的金属线网连接的热电偶；功率调节器输出功率对线网反应器进行加热，微控制器将热电偶测量的温度电压信号经隔离电路处理,A/D转换成温度数字量，再通过处理运算后，作为功率调节器的反馈信号，控制功率调节器的功率输出；人机交互系统与微控制器通信，设定参数同时，实现数据的实时显示。中国专利申请（申请号：CN2016104257822，公开号：CN106094931A）公开一种面向线网反应器的快速温度控制系统，所述系统的被控对象为线网反应器，其温度由热电偶采集，热电偶的输出信号经温度变送器进行电压变换后传送到核心控制单元，核心控制单元计算出控制量输入到功率调节器，再由功率调节器输出给单相隔离变送器，控制实际加到线网反应器两端的功率，形成线网反应器的温度闭环控制；上位机监控软件采用串口连接与核心控制单元通信，将人工指令和参数输入到核心控制单元，核心控制单元将当前的热电偶的温度值在显示屏上刷新显示。中国专利申请（申请号：CN2016104257841，公开号：CN106094936A）公开一种面向线网反应器的升温速率随意可调的快速加热控制算法，根据硬件性能确定采样速度；确定稳定温度‐输出功率之间的函数关系和升温速度‐功率匹配之间的函数关系；计算给定目标稳定温度所对应的输出功率值和给定目标升温速度所对应的输出功率值；在升温的起始阶段，按照升温速度所对应的输出功率来进行快速升温，当实际温度接近目标温度时，将输出功率调整到目标稳定温度所对应的输出功率附近，然后采用特定的控制算法调整至温度稳定。虽然上述现有技术都采用了传统的相近结构特征的线网反应器（现有技术中线网反应器结构类型部分相同），但是，并没有详细描述采用的线网反应器具体结构构造，同时其温度控制系统的设计相对复杂，并不能满足工程技术的需要。
技术实现思路
本技术为了解决现有技术中的不足，而设计了一种可变加热速率线网反应器及其温度控制系统，其技术方案如下：线网反应器温度控制系统，包括线网反应器、差动运算放大器、双路运算放大器、微控制器、光耦隔离器、功率控制调节器；其特征为：所述线网反应器中热电偶的毫伏级温度信号输入到差动运算放大器,所述差动运算放大器输出信号进入双路运算放大器线性放大,并将放大信号输入到微控制器,所述微控制器采用PID控制运算对放大信号进行信号处理并输出脉冲控制信号PWM1和PWM2,所述脉冲控制信号经光耦隔离器隔离对地电势差后,再输入脉冲宽度调节器控制功率控制器输出直流方波通断时间比。线网反应器，包括玻璃罩，底盘、反应器主体；其特征为：所述玻璃罩通过密封圈设置在底盘上，所述反应器主体设置在玻璃罩内部，并且反应器主体中的阴极、阳极分别穿过底盘与线网反应器外部功率控制调节器连接；所述玻璃罩上包括平衡气入口、气体出口；所述线网反应器主体包括热电偶丝、样品台，所述热电偶丝套在多孔道陶瓷管中，并且其一端固定在热偶丝固定装置上，另一端穿出底盘11；所述样品台中间设置圆孔，以保证多孔陶瓷管吹扫气流均匀。优选为：所述阴、阳电极材质为铜金属，阴极、阳极间设置云母片绝缘；样品均匀铺在两层被铜电极夹持的金属网之间，距样品台2-3mm。优选为：所述金属网采用200目的国产316L不锈钢金属网。优选为：所述样品台由2根铜柱支撑,通过2根平行的U形紫铜管与阴极连接；所述样品台、U形管和阴极均为中空结构,内有冷却水槽道。优选为：所述铜柱固定在不锈钢的底盘上,而阳极则通过电木绝缘片与底盘固定。优选为：所述玻璃罩与底盘中间设置密封圈，并且依靠其自身重力压紧扁平密封圈，所述密封圈上涂有凡士林以提高气密效果。优选为：所述玻璃罩有两个平衡气体入口,入口处用胶塞密封,胶塞中间穿入管路以通入所需气体,气体通过玻璃罩上方的出口排出。优选为：所述热偶丝直径为50μm。本技术有益效果：1、线网反应器结构、温度控制系统简单，满足工程技术的需要；2、线网反应器结构可靠。附图说明图1是本技术线网反应器结构示意图。图2是本技术线网反应器温度控制系统示意图。图3是本技术温度、功率随时间的变化曲线。图4是本技术不同升温速率下的升温曲线。其中：01-金属网和样品；02-样品台(上覆云母片)；03-阴极；04-阳极;05-中空铜柱；06-U形管；07-多孔道陶瓷管；08-热偶丝固定装置；09-玻璃罩；10-密封圈；11-底盘；12-平衡气入口；13-气体出口。具体实施方式以下描述用于揭露本技术以使本领域技术人员能够实现本技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。参见图1所示。线网反应器包括玻璃罩09，底盘11、反应器主体；其特征为：所述玻璃罩通过密封圈10设置在底盘11上，所述反应器主体设置在玻璃罩内部，并且反应器主体中的阴极、阳极分别穿过底本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.线网反应器温度控制系统，包括线网反应器、差动运算放大器、双路运算放大器、微控制器、光耦隔离器、功率控制调节器；其特征为：所述线网反应器中热电偶的毫伏级温度信号输入到差动运算放大器,所述差动运算放大器输出信号进入双路运算放大器线性放大,并将放大信号输入到微控制器,所述微控制器采用PID控制运算对放大信号进行信号处理并输出脉冲控制信号PWM1和PWM2,所述脉冲控制信号经光耦隔离器隔离对地电势差后,再输入脉冲宽度调节器控制功率控制器输出直流方波通断时间比。/n

【技术特征摘要】
1.线网反应器温度控制系统，包括线网反应器、差动运算放大器、双路运算放大器、微控制器、光耦隔离器、功率控制调节器；其特征为：所述线网反应器中热电偶的毫伏级温度信号输入到差动运算放大器,所述差动运算放大器输出信号进入双路运算放大器线性放大,并将放大信号输入到微控制器,所述微控制器采用PID控制运算对放大信号进行信号处理并输出脉冲控制信号PWM1和PWM2,所述脉冲控制信号经光耦隔离器隔离对地电势差后,再输入脉冲宽度调节器控制功率控制器输出直流方波通断时间比。


2.线网反应器，应用于权利要求1所述的线网反应器温度控制系统中，包括玻璃罩、底盘、反应器主体；其特征为：所述玻璃罩通过密封圈设置在底盘上，所述反应器主体设置在玻璃罩内部，并且反应器主体中的阴极、阳极分别穿过底盘与线网反应器外部功率控制调节器连接；所述玻璃罩上包括平衡气入口、气体出口；所述线网反应器主体包括热电偶、样品台，所述热电偶中热电偶丝套在多孔道陶瓷管中，并且其一端固定在热偶丝固定装置上，另一端穿出底盘；所述样品台中间设置圆孔，以保证多孔陶瓷管吹扫气流均匀。


3.根据权利要求2所述的线网反应器，其特征为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵训雄，余健毅，张静，
申请(专利权)人：湖南浩森制药有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43