【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于快速调节温度的装置及其操作方法，属于恒温平台。
技术介绍
1、温度是生活中必不可少的，不同的温度对于不同的实验也有着不同的影响，对于化学反应实验、物理实验和生物实验中温度需要维持在特定的温度区域中、或需要提供快速的温度变化等，如没有按照温度标志来操作，结果会有很大的影响。
2、对于化学反应实验来说：温度可以影响化学反应的速率、平衡位置和产物分布。提高温度通常会加快反应速率，但在某些情况下也可能导致不利的副反应。此外，温度还可以改变反应体系的平衡位置，从而影响生成物的比例。
3、对于物理实验来说：温度对于物质的热膨胀性质有直接影响。例如，在热膨胀系数实验中，温度的变化会导致物质的长度、体积或密度发生变化。
4、对于生物实验来说：温度在细胞培养和酶反应等生物实验中起着至关重要的作用。合适的温度可以促进细胞生长和代谢活性，而过高或过低的温度则可能对细胞造成伤害。
5、传统的温控装置往往是加热丝配合散热风扇改变装置温度，这样的效率很低，而且难以保证恒温。
技术实现思路
1、本专利技术是一种能够快速调节温度的装置，其不仅可用于植物、生物、微生物、遗传、病毒、环保、医学等科研研究实验中，在学校的教育和学生的实践操作中也是不可缺少的实验室设备，同时适用于各大中院校、油化工、卫生防疫、环境监测等科研部门作生物、生化、细胞、菌种等各种液态、固态化合物的实验中使用，也可以在生物样品包埋和pcr仪领域中使用。
2、快速控温
3、本专利技术的目的是提供一种应用范围较广、具有较高的自由度和灵活性、具有能够快速控温、良好的液体加热性能、液体制冷性能；进一步提供一种用于学反应实验、物理实验、生物实验等可快速控制温度的装置。
4、为达到以上目的，本专利技术采用了一种可控制、成比例的比例混合方法pid算法，设计了一种可以通过人工在个人计算机上位机设定温度，通过个人计算机上位机运行pid算法进而控制单片机下位机，单片机下位机控制两个单向电磁阀来做到对液体混合比例的控制。
5、本专利技术提供的一种用于快速调节温度的装置，包括控温平台、加热棒、帕尔贴片、散热片、制热水箱、制冷水箱、水泵、温度传感器、单向电磁阀。所述控温平台为空心金属外壳，其两侧均有液体交换孔；所述加热棒通过螺栓结构固定在制热水箱顶端，且加热棒深入水箱内；所述制冷水箱外侧贴有帕尔贴片，通过串联帕尔贴片使制冷水箱中的液体降低温度；所述帕尔贴片上附有散热片；所述水泵可通过加压使得液体导入控温平台中；所述温度传感器可快速进行温度检测，并提供温度反馈；所述单向电磁阀可控制液体流量，通过控制液体流量进而控制控温平台温度。
6、其中，所述控温平台与所述制冷、制热水箱之间设置有连接管，并通过三通快速接头进行连接、汇总，所述制冷、制热水箱外接水泵，所述水泵处于所述制冷、制热水箱外部。所述水泵通过单向电磁阀控制其液体流量，同时其也能防止液体因重力作用回流到制冷、制热水箱中。所述单片机下位机通过个人计算机上位机进行控制，上位机发出串口信号后，单片机下位机能够自动控制两个单向电磁阀分别开、闭。所述个人计算机上位机可控制并输入设定的温度，在输入温度后个人计算机上位机通过串口发送信息传递到单片机下位机，单片机下位机会控制制冷、制热液体混合比例，进而做到快速控制温度，使得控温平台保持恒定在设定温度。利用pid(proportional(比例)、integral(积分)、differential(微分))控制算法。pid控制算法根据输入温度与设定温度的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以控制设置目标温度，并进行温度输出，通过pid算法进行冷热液体比例控制，进而控制控温平台温度。
7、本专利技术的操作方法的详细步骤为：
8、1.人工可操作个人计算机上位机，在个人计算机上位机中设定实验中需要的温度；
9、2.分布在控温平台01、制热端单向阀10和制冷端单向阀11中的温度传感器12，检测各部分温度并反馈给个人计算机上位机中，个人计算机上位机通过与设定温度做计算，进而计算出相关数据，通过pid算法计算出输出值，最后形成单片机下位机能够识别的串口信息。
10、3.在设置好个人计算机上位机的温度数据后，通过个人计算机上位机与单片机下位机之间连接的串口线，个人计算机上位机会发送串口信息到单片机下位机中。
11、4.单片机下位机根据个人计算机上位机串口传输的数据，自动调整制制冷端单向电磁阀11、制热端单向电磁阀10的开、闭，
12、进而做到对控温平台01的温度控制。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过用户在个人计算机上位机中设定实验温度，通过个人计算机上位机与单片机下位机串口相连，串口中传递串口信息，进而对装置进行制冷、制热端单向电磁阀10控制，通过控制冷热端液体混合比例做到恒温控制，并且装备中的液体会不断循环，从而实现装置的快速制冷制热。
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1.一种用于快速调节温度的装置，其特征在于，包括控温平台、加热棒、帕尔贴片、散热片、制热水箱、制冷水箱、水泵、温度传感器、单向电磁阀，所述控温平台为空心金属外壳，其两侧均有液体交换孔；所述加热棒通过螺栓结构固定在制热水箱顶端，且加热棒深入水箱内；所述制冷水箱外侧贴有帕尔贴片，通过串联帕尔贴片使制冷水箱中的液体降低温度；所述帕尔贴片上附有散热片；所述水泵可通过加压使得液体导入控温平台中；所述温度传感器可快速进行温度检测，并提供温度反馈；所述单向电磁阀可控制液体流量，通过控制液体流量进而控制控温平台温度。
2.如权利要求1所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述控温平台与所述制冷、制热水箱之间设置有连接管，并通过三通快速接头进行连接、汇总。
3.如权利要求2所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述制冷、制热水箱外接水泵，所述水泵处于所述制冷、制热水箱外部。
4.如权利要求3所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述水泵通过单向电磁阀控制其液体流量，同时其也能防止液体因重力作用回流到制冷、制热水箱中。
5.如权利要求4所述
6.如权利要求5所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述个人计算机上位机可控制并输入设定的温度，在输入温度后个人计算机上位机通过串口发送信息传递到单片机下位机，单片机下位机会控制制冷、制热液体混合比例，进而做到快速控制温度，使得控温平台保持恒定在设定温度。
7.如权利要求6所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，利用PID控制算法，PID控制算法根据输入温度与设定温度的偏差值，按照比例、积分、微分的函数关系进行运算，运算结果用以控制设置目标温度，并进行温度输出，通过PID算法进行冷热液体比例控制，进而控制控温平台温度。
8.一种使用如权利要求7所述的用于快速调节温度的装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于快速调节温度的装置，其特征在于，包括控温平台、加热棒、帕尔贴片、散热片、制热水箱、制冷水箱、水泵、温度传感器、单向电磁阀，所述控温平台为空心金属外壳，其两侧均有液体交换孔；所述加热棒通过螺栓结构固定在制热水箱顶端，且加热棒深入水箱内；所述制冷水箱外侧贴有帕尔贴片，通过串联帕尔贴片使制冷水箱中的液体降低温度；所述帕尔贴片上附有散热片；所述水泵可通过加压使得液体导入控温平台中；所述温度传感器可快速进行温度检测，并提供温度反馈；所述单向电磁阀可控制液体流量，通过控制液体流量进而控制控温平台温度。
2.如权利要求1所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述控温平台与所述制冷、制热水箱之间设置有连接管，并通过三通快速接头进行连接、汇总。
3.如权利要求2所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述制冷、制热水箱外接水泵，所述水泵处于所述制冷、制热水箱外部。
4.如权利要求3所述的用于快速调节温度的装置，其特征在于，所述水泵通过单向电磁阀控制其液体流量...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚东，王美晨，葛达，张广腾，柯丽，杜强，巩天星，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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