一種數(shù)字控溫混水裝置的研究

王帆+樊斌+姚慶香

摘要：在巧克力調(diào)溫機(jī)工作過(guò)程中，為了確保在巧克力漿料降溫過(guò)程中能達(dá)到精確的結(jié)晶溫度，文章研究了一種數(shù)字智能控溫混水裝置，產(chǎn)生溫度可調(diào)節(jié)、控溫精準(zhǔn)的恒溫水用于巧克力調(diào)溫機(jī)中。該裝置將步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的球閥、磁力攪拌機(jī)構(gòu)、溫度測(cè)量及單片機(jī)計(jì)算與控制技術(shù)相結(jié)合，精確調(diào)節(jié)熱水、冷水的混合量，從而得到溫度可調(diào)節(jié)的混合水。研究成果也可以用于其它需要恒溫水的場(chǎng)合。本研究結(jié)果具有顯著的技術(shù)進(jìn)步，有非常好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：調(diào)溫機(jī)；混水裝置；數(shù)字控溫；球閥；磁力攪拌

中圖分類(lèi)號(hào)：TP212.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）06-0120-01

1 設(shè)計(jì)方案

1.1 設(shè)計(jì)方案要求

（1）該控溫混水裝置包括混水腔體，熱水進(jìn)水控制部件、冷水進(jìn)水控制部件、恒溫水出水控制部件；（2）單片機(jī)根據(jù)熱水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?、冷水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?、恒溫水出水測(cè)溫?zé)犭娕妓鶞y(cè)到的三個(gè)溫度計(jì)算控制；（3）增加混水?dāng)嚢枋沟迷谶M(jìn)入熱水和冷水后腔體水溫快速均勻；（4）要求該裝置水溫控制具備較高精度。

1.2 設(shè)計(jì)方案的確定

熱水進(jìn)水控制部件包括熱水進(jìn)水控制球閥、熱水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?；冷水進(jìn)水控制部件包括冷水進(jìn)水控制球閥、冷水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕迹缓銣厮鏊刂撇考ê銣厮鏊刂魄蜷y、恒溫水出水測(cè)溫?zé)犭娕肌?/p>

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

圖1為數(shù)字控溫混水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：（1）熱水進(jìn)水控制球閥；（2）熱水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?；?）冷水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?；?）冷水進(jìn)水控制球閥；（5）混水腔體、（6）混水?dāng)嚢枳?；?）混水?dāng)嚢璐帕K；（8）混水出水測(cè)溫?zé)犭娕?；?）混水出水控制球閥。

熱水進(jìn)水管、冷水進(jìn)水管和混合水出水管聯(lián)接在混水腔體5上，熱水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?測(cè)量所進(jìn)熱水溫度，熱水進(jìn)水控制球閥1控制進(jìn)入混水腔體5的熱水量；冷水進(jìn)水測(cè)溫?zé)犭娕?測(cè)量所進(jìn)冷水溫度，冷水進(jìn)水控制球閥4控制進(jìn)入混水腔體5的冷水量；混水出水測(cè)溫?zé)犭娕?測(cè)量輸出混水溫度，混水出水控制球閥9控制混水器輸出混水量；混水?dāng)嚢璐帕K7是由電機(jī)帶動(dòng)永久磁鐵塊，控制混水腔體5中的混水?dāng)嚢枳痈咚俎D(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)使混水腔體5內(nèi)水溫均勻的目的。

圖1中混水?dāng)嚢璐帕K7，是由微電機(jī)帶動(dòng)強(qiáng)力磁鐵產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述混水?dāng)嚢枳?作圓周循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到攪拌液體的目的，使所述混水腔體5內(nèi)的液體溫度迅速均勻。

2.2 電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖2為數(shù)字控溫混水裝置電路系統(tǒng)原理框圖。

如圖2為數(shù)字控溫混水裝置電路系統(tǒng)原理框圖，包括單片機(jī)25，單片機(jī)處理數(shù)據(jù)的三個(gè)溫度數(shù)據(jù)分別來(lái)源于：熱水溫度傳感器21、冷水溫度傳感器22、混合水溫度傳感器23，這三個(gè)傳感器輸出電信號(hào)經(jīng)放大、A/D，變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入單片機(jī)；單片機(jī)計(jì)算結(jié)果輸出控制對(duì)象有：磁力塊旋轉(zhuǎn)脈沖24、熱水球閥驅(qū)動(dòng)27、冷水球閥驅(qū)動(dòng)28、混合水球閥驅(qū)動(dòng)29；另外單片機(jī)還控制系統(tǒng)鍵盤(pán)、顯示電路26。

3 結(jié)語(yǔ)

本文研究的數(shù)字控溫混水裝置，可以輸出溫度恒定、可調(diào)的恒溫水，用于巧克力調(diào)溫機(jī)在巧克力結(jié)晶點(diǎn)的精確控溫，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了巧妙的混水機(jī)械結(jié)構(gòu)、增加了磁力攪拌裝置、采用了控制水量的球閥；同時(shí)與放大電路板、A/D電路板、球閥驅(qū)動(dòng)電路板、磁力塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)板以及相應(yīng)的單片機(jī)控制程序結(jié)合使用。本文所研究的系統(tǒng)具有顯著的技術(shù)進(jìn)步，有非常好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)該會(huì)有良好的市場(chǎng)前景。

參考文獻(xiàn)

[1]魏強(qiáng)華，高蔭榆，何小立.巧克力調(diào)溫工藝及其發(fā)展[J].食品與機(jī)械，2003，（1）：16-17.endprint