本发明专利技术涉及消毒机自动控制技术领域，具体涉及一种比例积分驱动控制电路及具有其的二氧化氯消毒机，其中，比例积分驱动控制电路包括：比例积分控制电路和恒流源驱动电路；当环境气体中的二氧化氯气体浓度与参考值存在偏差时，比例积分控制电路按照预设的积分时间常数和比例系数对偏差进行比例放大积分处理，并控制恒流源驱动电路对LED紫外灯的驱动电流进行恒流调整；其中，预设的积分时间常数与环境气体中二氧化氯气体浓度梯度变化的弛豫时间相匹配，比例系数根据环境气体中二氧化氯气体的热惯性设定。本发明专利技术可连续改变LED紫外灯的驱动电流，进而实现连续调节二氧化氯缓释速率，提高控制精度和控制效率。提高控制精度和控制效率。提高控制精度和控制效率。
【技术实现步骤摘要】
比例积分驱动控制电路及具有其的二氧化氯消毒机
[0001]本专利技术涉及消毒机自动控制
，更具体的说是涉及一种比例积分驱动控制电路及具有其的二氧化氯消毒机。
技术介绍
[0002]二氧化氯气体消毒机是一种广泛用于环境消毒灭菌的专业设备，利用凝胶缓释原理，将二氧化氯气体释放到空气中混合，从而起到消毒灭菌的作用。因此，控制二氧化氯气体的浓度成为二氧化氯消毒机的技术关键。目前广泛采用的控制技术有开放式控制技术、比例积分控制技术和模糊控制技术。
[0003]开放式控制技术原理简单，以一定的释放浓度定时释放二氧化氯气体，其缺点是控制精度难以把握，导致气体中二氧化氯成分忽高忽低，影响消毒灭菌效果。比例积分控制技术控制精准，可实现零残差，但是，由于气体分子扩散时弛豫时间的作用，二氧化氯气体的浓度梯度很不均匀，具有很大的热惯性，不能实时反映二氧化氯气体的浓度，导致系统控制时间常数较大，达到系统平衡的时间较长，影响消毒机的工作效率。模糊控制技术是一种数字式控制技术，利用模糊模型建立控制策略，效率较高，但是它的精确度稍差，影响其在二氧化氯消毒机中应用。
[0004]上述各种控制方式中，二氧化氯凝胶的缓释功能不能连续变化，作为系统的终端执行机构，极大地影响了系统的控制精度和控制效率。
[0005]因此，如何实现对二氧化氯缓释速率进行连续调节，并提高消毒机的控制精度和控制效率是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种比例积分驱动控制电路及具有其的二氧化氯消毒机，可连续改变LED紫外灯的驱动电流，进而实现连续调节二氧化氯缓释速率，提高控制精度和控制效率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，包括：比例积分控制电路和恒流源驱动电路；
[0009]当环境气体中的二氧化氯气体浓度与参考值存在偏差时，所述比例积分控制电路按照预设的积分时间常数和比例系数对偏差进行比例放大积分处理，并控制所述恒流源驱动电路对LED紫外灯的驱动电流进行恒流调整；
[0010]其中，预设的积分时间常数与环境气体中二氧化氯气体浓度梯度变化的弛豫时间相匹配，比例系数根据环境气体中二氧化氯气体的热惯性设定。
[0011]进一步的，所述比例积分控制电路包括：第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、积分器A3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C1；
[0012]环境气体中二氧化氯的浓度信号Vi通过电阻R1传输至第一运算放大器A1的反相输入端，参考值信号Vr通过电阻R2传输至第一运算放大器A1的同相输入端；电阻R3的一端接入第一运算放大器A1的同相输入端，另一端接地；电阻R4连接在第一运算放大器A1的反相输入端和输出端之间；第一运算放大器对浓度信号Vi和参考值信号Vr进行比较放大，并输出二者的差值V1；
[0013]电阻R5的一端接地，另一端接入第二运算放大器A2的反相输入端；电阻R7连接在第二运算放大器A2的反相输入端和输出端之间；差值V1经电阻R6传输至第二运算放大器A2的同相输入端，并经第二运算放大器A2进行比例放大，得到输出电压V2；
[0014]电阻R9的一端接地，另一端接入积分器A3的同相输入端；电容C1连接在积分器A3的反相输入端和输出端之间；输出电压V2经电阻R8传输至积分器A3的反相输入端，经积分器A3进行积分处理，得到输出电压V3。
[0015]进一步的，第二运算放大器A2的放大倍数k=1+R7/R5，将第二运算放大器A2的放大倍数作为比例积分控制电路的比例系数。
[0016]进一步的，积分器A3的时间常数τ=R8*C1。
[0017]进一步的，所述恒流源驱动电路包括：第三运算放大器A4、电阻R10、电阻R11、电阻R12、晶体管T1和晶体管T2，其中晶体管T1和晶体管T2组成共基极晶体管组；
[0018]积分器A3的输出电压V3经电阻R10传输至第三运算放大器A4的同相输入端；电阻R11的一端接入第三运算放大器A4的输出端，另一端接入共基极晶体管组的基极；电阻R12的一端接地，另一端分别接入第三运算放大器A4的反相输入端和共基极晶体管组的发射极；共基极晶体管组的集电极连接LED紫外灯。
[0019]进一步的，所述恒流源驱动电路的输出电流为：Io=V3/R12。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种二氧化氯消毒机，消毒机本体以及上述比例积分驱动控制电路。
[0021]进一步的，所述消毒机本体包括：主控板、显示屏、引流风机、风机驱动电源、进气气体浓度传感器、第一阻抗变换放大器、LED紫外灯和二氧化氯凝胶；所述主控板分别与所述第一阻抗变换放大器、所述比例积分控制电路、所述显示屏和所述风机驱动电源连接；所述进气气体浓度传感器与所述第一阻抗变换放大器连接；所述引流风机与所述风机驱动电源连接；LED紫外灯与所述恒流源驱动电路连接；所述二氧化氯凝胶在所述LED紫外灯发出的光源照射下缓释；
[0022]所述进气气体浓度传感器用于检测环境气体的二氧化氯浓度，并经所述第一阻抗变换放大器进入所述比例积分控制电路；
[0023]所述主控板用于预先设定二氧化氯浓度参考值，并将环境气体的二氧化氯浓度和设定的二氧化氯浓度参考值同步输入至所述比例积分控制电路；
[0024]所述比例积分控制电路用于在环境气体的二氧化氯浓度与参考值之间存在偏差时，对偏差进行比例放大积分处理，并控制所述恒流源驱动电路对LED紫外灯的驱动电流进行恒流调整。
[0025]进一步的，所述消毒机本体还包括：出气气体浓度传感器和第二阻抗变换放大器；所述第二阻抗变换放大器与所述主控板连接；所述出气气体浓度传感器用于检测即将释放至环境中的二氧化氯浓度，并经所述第二阻抗变换放大器进入所述主控板，所述主控板判
断即将释放至环境中的二氧化氯浓度是否超出预设安全值。
[0026]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种比例积分驱动控制电路及具有其的二氧化氯消毒机，由于气体分子运动的自由程和弛豫时间均不相同，因此，环境气体中二氧化氯气体具有一定的热惯性。本专利技术利用这一特性对比例积分控制电路进行设计，根据环境气体中二氧化氯气体浓度梯度变化的弛豫时间匹配比例积分控制电路的积分时间常数，根据环境气体中二氧化氯气体混合的热惯性设定比例积分控制电路的比例系数，进而快速精准达到系统平衡状态，提高了系统的控制精度和工作效率。比例积分控制电路在设定的积分时间常数和比例系数下，控制恒流源驱动电路，为LED紫外灯提供连续可变的驱动电流，从而连续改变二氧化氯凝胶缓释速率。本专利技术充分利用气体浓度的梯度变化和弛豫时间作用，准确反映了二氧化氯气体的浓度变化，并且连续调节二氧化氯缓释速率，实现系统的快速平衡，控制精度和控制效率显著提高。同时，本专利技术电路由纯硬件组成，采用器件本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，其特征在于，包括：比例积分控制电路和恒流源驱动电路；当环境气体中的二氧化氯气体浓度与参考值存在偏差时，所述比例积分控制电路按照预设的积分时间常数和比例系数对偏差进行比例放大积分处理，并控制所述恒流源驱动电路对LED紫外灯的驱动电流进行恒流调整；其中，预设的积分时间常数与环境气体中二氧化氯气体浓度梯度变化的弛豫时间相匹配，比例系数根据环境气体中二氧化氯气体的热惯性设定。2.根据权利要求1所述的用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，其特征在于，所述比例积分控制电路包括：第一运算放大器A1、第二运算放大器A2、积分器A3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电容C1；环境气体中二氧化氯的浓度信号Vi通过电阻R1传输至第一运算放大器A1的反相输入端，参考值信号Vr通过电阻R2传输至第一运算放大器A1的同相输入端；电阻R3的一端接入第一运算放大器A1的同相输入端，另一端接地；电阻R4连接在第一运算放大器A1的反相输入端和输出端之间；第一运算放大器对浓度信号Vi和参考值信号Vr进行比较放大，并输出二者的差值V1；电阻R5的一端接地，另一端接入第二运算放大器A2的反相输入端；电阻R7连接在第二运算放大器A2的反相输入端和输出端之间；差值V1经电阻R6传输至第二运算放大器A2的同相输入端，并经第二运算放大器A2进行比例放大，得到输出电压V2；电阻R9的一端接地，另一端接入积分器A3的同相输入端；电容C1连接在积分器A3的反相输入端和输出端之间；输出电压V2经电阻R8传输至积分器A3的反相输入端，经积分器A3进行积分处理，得到输出电压V3。3.根据权利要求2所述的用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，其特征在于，第二运算放大器A2的放大倍数k=1+R7/R5，将第二运算放大器A2的放大倍数作为比例积分控制电路的比例系数。4.根据权利要求2所述的一种用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，其特征在于，积分器A3的时间常数τ=R8*C1。5.根据权利要求2所述的用于二氧化氯消毒机的比例积分驱动控制电路，其特征在于，所述恒流源驱动电路包括：第三运算...
【专利技术属性】
技术研发人员：田小建，于银辉，李小文，孟渤恩，李志才，李志峰，
申请(专利权)人：吉林省百皓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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