一种恒温水浴振荡器调速方法及故障定位方法技术

本发明专利技术涉及水浴振荡器技术领域，尤其涉及一种恒温水浴振荡器调速方法及故障定位方法，包括采集驱动电机在不同转速时对应的振动传感器的水体振动频率值；利用拟合软件根据转速和振动频率进行多项式拟合，得到转速和振动频率的拟合函数；对恒温水浴振荡器的转速进行控制。本发明专利技术解决现有恒温水浴振荡器随着机器使用时间的增加，设备存在老化情况，导致振荡幅值异常，缺少自适应调速控制方法；并缺少故障判断方法。判断方法。判断方法。

【技术实现步骤摘要】
一种恒温水浴振荡器调速方法及故障定位方法


[0001]本专利技术水浴振荡器
，尤其涉及一种恒温水浴振荡器调速方法及故障定位方法。

技术介绍

[0002]恒温水浴振荡器是一种应用在生化实验室的仪器，主要针对细胞，菌种等各种液固态混合物进行振荡培养。
[0003]CN107930493A振荡驱动方式依靠机械部件连杆实现，缺点噪音大，功耗高，如果机械抱死，由于有刷电机是通过电刷换向实现，因此随着电刷使用的磨损，针对电机抱死检测是通过电流采集分辨，但是电刷磨损程度不同，回路阻抗不同，最终导致没有可靠的方法识别准确的抱死电流值，容易导致烧毁电机；US005934804A振荡驱动方式通过磁动力方式驱动连杆，但发生机械抱死时，内转子由于磁动力推动，就会失步动作，最终会导致外转子阻力变大；还有利用保险丝作为保护的方法实现水浴振荡器的异常控制。
[0004]另外，目前市场上所有的恒温水浴振荡器均是通过旋钮调节转速来实现振荡；但随着机器使用时间的增加，设备存在老化情况，导致振荡幅值异常，缺少自适应调速控制方法；并缺少故障判断方法。

技术实现思路

[0005]针对现有方法的不足，本专利技术通过构建水浴振荡器的水箱震动频率和转速的拟合函数，并通过模糊控制区间表对水浴振荡器的转速进行加减控制；采集电机电流、电压、电机转速和液位值通过不同的判断条件输出不同类型的故障状态。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是：一种恒温水浴振荡器调速方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一、采集驱动电机在不同转速时对应的振动传感器的水体振动频率值；
[0008]步骤二、利用拟合软件根据转速和振动频率进行多项式拟合，得到转速和振动频率的拟合函数；
[0009]进一步的，拟合函数的公式为：
[0010]y＝B2*x2+B1*x+c
[0011]其中，B2,B1,c为拟合系数，x为转速，y为振动频率。
[0012]步骤三、对恒温水浴振荡器的转速进行控制。
[0013]进一步的，步骤三具体包括：恒温水浴振荡器预设转速，并实时采集当前时刻的振动频率值，通过拟合函数计算目标转速；将目标转速与预设转速进行比较，当预测转速超过预设转速时，根据模糊控制区间表中的减速步长对恒温水浴振荡器进行减速控制，直至目标转速不超过预设转速时停止控制；当预测转速不超过预设转速时，根据模糊控制区间表中的加速步长对恒温水浴振荡器进行加速控制，直至目标转速不低于预设转速时停止控制。
[0014]进一步的，模糊控制区间表设置加速和减速的累计上限值。
[0015]进一步的，一种恒温水浴振荡器故障定位方法，包括以下步骤：
[0016]步骤一、不同的固定周期内采集电机电流、电压、电机转速和液位值；
[0017]进一步的，固定周期包括：间隔50us采集电机的电压、电流值；间隔50us液位值；间隔2ms计算电机转速。
[0018]步骤二、根据电流、电压、电机转速计算电机扭矩；通过FTT计算加速度和振动频率值；
[0019]步骤三、首先判断电机扭矩是否超过电机最大允许值；其次判断恒温水浴振荡器启动时是否液位等于0；再其次判断某转速时电机扭矩在某区间持续工作时间是否超过阈值；最后判断振动频率和加速度是否在设定范围内；并输出不同的故障状态。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]1、本专利技术调速控制方法简单，通过采集恒温水浴振荡器中振动传感器的振动频率对转速进行控制，从而使上滑动托盘的振幅值在合理范围，保证恒温水浴振荡器的振荡效果；
[0022]2、通过采集电机电流、电压、电机转速和液位值，并设置不同的故障告警条件，对恒温水浴振荡器的故障准确定位，控制方法简单。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的恒温水浴振荡器调速方法流程图；
[0024]图2是本现有技术的恒温水浴振荡器结构图；
[0025]图3是本专利技术的恒温水浴振荡器故障定位方法流程图；
[0026]图4是恒温水浴振荡器转速与振动频率拟合效果图；
[0027]图2中：1、万能夹具；2、柔性链接杆；3、偏心轮；4、上滑动托盘；5、内转子；6、上托盘支架；7、滚轮；8、下托盘支架；9、隔离器；10、水槽；11、液位传感器；12、外转子；13、驱动电机；14、皮带轮；15、液位传感器；16、振动传感器。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。
[0029]如图2为现有的恒温水浴振荡器结构图，例如设置电机400rpm，电机13进行转动，通过皮带轮14进行转动，皮带轮14是通过齿轮传动比进行传动实现扭矩的提升，通过皮带轮14的转动带动外转子12磁环进行转动，通过隔离器9将外转子12和内转子5进行隔离，同时也启到密封的作用；随着外转子12的转动，通过永磁同步的工作原理，外转子12磁场的转动带动内转子5的转动，内转子5通过转轴带动偏心轮3的转动，偏心轮3带动柔性链接杆2的转动，柔性链接杆2带动万能夹具1的转动，夹具1会进行椭圆形的圆周运动，需要将万能夹具1安装在滚轮7上，通过滚轮7实现纵向、横向四个方向运动，纵向运动方向的滚轮7放在上托盘支架6上，横向运动方向的滚轮7放在下托盘支架8上；最终通过偏心轮3的转动，驱使滚轮7的运动；由于水槽10里装有水，这样整个水浴振荡器随着万能夹具1的转动，使水槽10里面的水也开始晃动起来，最终实现振荡功能。
[0030]如图1所示，一种恒温水浴振荡器调速方法包括，以下步骤：
[0031]步骤一、采集若干驱动电机13在不同转速时对应的振动传感器16的水体振动频率值；
[0032]振动传感器16设置在水槽10的底部，水浴振荡器设备工作时会存在纵向和横向两个方向上的不同振幅值。刚出厂时恒温水浴振荡器上滑动托盘4在不同转速会产生不同振幅值，随着恒温水浴振荡器的使用时长和使用频次的增加，转速的振幅值会与出厂时发生偏差，当设定转速对应的振幅值超过可控范围时振荡效果将会降低，严重时会影响设备安全；如表1是刚出厂时转速对应的上滑动托盘4的横向和纵向理论振幅。
[0033]表1为刚出厂时恒温水浴振荡器的转速和振幅初始表：
[0034][0035][0036]恒温水浴振荡器出厂时没有振动传感器16，在恒温水浴振荡器的水槽10的底部按照振动传感器16；首次采集刚出厂时恒温水浴振荡器的振动传感器16的水体振动频率值和驱动电机13的转速的数据若干组数据如表2所示；
[0037]表2为刚出厂时恒温水浴振荡器的转速和振幅初始表：
[0038]转速(rpm)4005006007008009001000首次振动频率(Hz)130160170180200210230
[0039]步骤二、利用origin软件进行转速和频率的多项式拟合，得到转速和振动频率的二次函数；
[0040]表2为刚出厂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒温水浴振荡器调速方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、采集驱动电机在不同转速时对应的振动传感器的水体振动频率值；步骤二、利用拟合软件根据转速和振动频率进行多项式拟合，得到转速和振动频率的拟合函数；步骤三、对恒温水浴振荡器的转速进行控制。2.根据权利要求1所述的恒温水浴振荡器调速方法，其特征在于，拟合函数的公式为：y＝B2*x2+B1*x+c其中，B2,B1,c为拟合系数，x为转速，y为振动频率。3.根据权利要求1所述的恒温水浴振荡器调速方法，其特征在于，步骤三具体包括：恒温水浴振荡器预设转速，并实时采集当前时刻的振动频率值，通过拟合函数计算目标转速；将目标转速与预设转速进行比较，当预测转速超过预设转速时，根据模糊控制区间表中的减速步长对恒温水浴振荡器进行减速控制，直至目标转速不超过预设转速时停止控制；当预测转速不超过预设转速时，根据模糊控制区间表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚平，王建玉，
申请(专利权)人：江苏城乡建设职业学院，
类型：发明
国别省市：