一种智能变频程序控温微波化学反应器

摘要

一种智能变频程序控温微波化学反应器，包括微波反应器本体18、底座19和控制箱15，微波反应器本体8安装在底座19上，控制箱15安装在微波反应器本体18上；控制箱15的前面板上安装有触摸屏控制器4、调速旋钮12和USB数据接口17，微波反应器本体18包含微波反应腔体3、微波屏蔽门7、微波发生器磁控管8、变频器10和散热风扇9，微波反应腔体3的左侧壁上安装有温度传感器插座5，温度传感器6安装在温度传感器插座5内；底座19的前面板安装有船型电源开关14，右侧面板安装有品字形电源插座11，RJ45网络通讯端口13和RS485通讯端口20，在底座19内部对应微波反应器腔体3的中心位置安装有磁力搅拌器16。

说明书

技术领域

本发明涉及实验反应装置技术领域，尤其涉及一种智能变频程序控温微波化学反应器。

背景技术

波化学反应技术已日趋成熟，广泛运用于材料，制药，化工及其他相关科研和教学领域，现有的微波化学反应器普遍采用传统的高压变压器，电耗高不节能，而且在长时间工作时高压变压器匝间热量累积容易烧坏，另外还没有在线温度监控，在使用的时候，反应器中的温度、压力等参数都不方便监控及控制，容易引发安全事故。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种智能变频程序控温微波化学反应器，能够根据化学反应的工艺设计要求设定最多30段温度——时间反应程序，按照程序进行控温；采用变频器代替传统的高压变压器，节能的同时提高设备运行稳定性；具备网络通讯和RS485通讯输出接口，便于连接多种设备进行远程监控。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种智能变频程序控温微波化学反应器，包括底座、微波反应器本体和控制箱，所述控制箱的前面板上安装有触摸屏控制器、调速旋钮、和USB数据接口，所述控制箱的上部安装有化工工艺管和气体工艺管，化工工艺管和气体工艺管穿过控制箱安装在微波反应器腔体的顶部，所述微波反应器本体包含微波反应腔体、微波屏蔽门、微波发生器磁控管、变频器和散热风扇，所述微波反应腔体的左侧壁上安装有温度传感器插座，温度传感器安装在温度传感器插座上，所述底座前面板安装有船型电源开关，底座右侧安装有品字形电源插座、RJ45网络通讯端口和RS485通讯端口，所述底座内部对应微波反应器腔体的中心位置安装有磁力搅拌器，所述温度传感器插座、触摸屏控制器、温度传感器、磁控管、散热风扇、变频器、电源插座、调速旋钮、网络通讯端口、电源开关、磁力搅拌器、USB数据接口、RS485通讯端口之间有电路连接。

优选的，所述变频器可以将50Hz的市电变换成10000至30000Hz的高频率输出，触摸屏控制器根据设定值和传感器测量的反馈值，通过PID运算控制变频器输出，让磁控管输出适当功率的微波能量，让试样达到所设温度时间程序的控温效果。

优选的，所述触摸屏控制器界面上能够显示实时输出功率、测量温度、设定30段温度时间程序参数、设置恒功率输出值，实时温度曲线、历史数据、历史曲线、数据报表和系统参数设置，数据报表可通过USB接口导出。

优选的，所述控制器可通过RJ45网络端口与网络中的任意电脑进行通讯，以实现联网实时监控，也可以通过RS485通讯端口和其他工业设备或电脑通讯。

优选地，所述调速旋钮可以调整磁力搅拌器转速，转速数据可以实时显示在触摸屏控制器上。

优选地，温度传感器是有多层屏蔽材料做成的铂电阻传感器，可有效屏蔽微波对测温的影响，并且在温度传感器表面覆一层四氟套管，放置在化学物质内避免腐蚀。

本发明的有益效果是：

1、通过使用变频器，提高电源的效率和减少待机时的耗电量，减少设备的稳定性，降低故障率和返修率；

2、通过使用触摸屏控制器，可以在本机触屏或网络电脑端及其他工业设备上监控、设定运行程序，操作方便快捷，做高危实验时人员可以通过网络监控操作更安全；

3、触摸屏控制器内可以设置30段温度时间程序，能设置任意时长的恒功率输出，满足复杂实验的工艺需求。

附图说明

图1为本发明提出的一种智能变频程序控温微波化学反应器结构示意图；

图2为本发明提出的一种智能变频程序控温微波化学反应器的微波发生器内部电性连接示意图；

图中：1化工工艺管，2气体工艺管，3微波反应器腔体，4触摸屏控制器，5 温度传感器插座，6温度传感器，7微波屏蔽门，8磁控管，9散热风扇，10变频器，11品字形电源插座，12调速旋钮，13网络通讯端口，14电源开关，15控制箱，16磁力搅拌器，17 USB数据接口，18微波反应器本体，19底座，20 RS485通讯端口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，可以以各种不同的配置来布置和设计实施例。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参照附图，一种智能变频程序控温微波化学反应器，包括微波反应器本体18、底座19和控制箱15，微波反应器本体8安装在底座19上，控制箱15 安装在微波反应器本体18上；控制箱15的前面板上安装有触摸屏控制器4、调速旋钮12和USB数据接口17，控制箱15的上部安装有化工工艺管1和气体工艺管2，化工工艺管1和气体工艺管2穿过控制箱安装在微波反应器腔体3的顶部；微波反应器本体18包含微波反应腔体3、微波屏蔽门7、微波发生器磁控管8、变频器10和散热风扇9，微波反应腔体3的左侧壁上安装有温度传感器插座5，温度传感器6安装在温度传感器插座5内；底座19的前面板安装有船型电源开关14，右侧面板安装有品字形电源插座11，RJ45网络通讯端口13和RS485通讯端口20，在底座19内部对应微波反应器腔体3的中心位置安装有磁力搅拌器16；温度传感器插座5、触摸屏控制器4、温度传感器6、磁控管8、散热风扇9、变频器10、 (11)、调速旋钮12、网络通讯端口13、电源开关14、磁力搅拌器16、 USB数据接口17、 RS485通讯端口20之间有电路连接。

电源通过品字形电源插座11经过电源开关14后进入触摸屏控制器4，上电自检开机后，在微波反应器腔体3内放入实验器皿和待测物质，在化工工艺管1和气体工艺管2内插入所需的化学反应体系管线，调整调速旋钮12让磁力搅拌器16达到合适转速，在触摸屏控制器4上设置好所需的温度时间程序，关闭微波屏蔽门7，触摸屏控制器4得到门控开关的关门信号后才能为变频器10供电，启动运行后，温度传感器6测得的温度信号通过温度传感器插座5传入触摸屏控制器4，触摸屏控制器4经过比较运算和PID运算后输出控制信号控制变频器10的电源频率变化让磁控管8输出适当功率的微波能量，达到控温、恒温目的，散热风扇9在磁控管8运行时开始工作，为变频器10和磁控管8散热，用户可以根据需要和应用环境连接RJ45网络接口或RS485通讯接口与电脑或其他工业设备进行通讯。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。