一種用于電磁加熱裝置中的恒溫控制模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于管道內(nèi)襯防腐材料耐溫測試電磁加熱控制領(lǐng)域中的實(shí)現(xiàn)恒溫控制的元件。
【背景技術(shù)】
[0002]石油在實(shí)際運(yùn)輸過程中有時(shí)需要局部加溫，因此輸送石油的管道不僅需要具備一定的耐腐蝕、耐磨損、不結(jié)垢的性能，而且需要內(nèi)襯材料具有較高的耐熱性和耐熱有腐蝕性。因此，對管道內(nèi)襯防腐材料進(jìn)行耐溫試驗(yàn)是油田上一種非常必要的測試管道的環(huán)節(jié)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用很多年。管道內(nèi)襯防腐材料耐溫測試通常需要將管道內(nèi)襯防腐材料放置于內(nèi)部盛水的密閉容器內(nèi)，在一定條件下對密閉容器進(jìn)行恒溫、恒壓控制。目前油田在用的恒溫控制裝置通常采用電熱絲作為加熱升溫的裝置，當(dāng)溫度達(dá)到指定溫度時(shí)控制單片機(jī)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)。但經(jīng)過長時(shí)間的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的電熱絲加熱存在加熱不均勻、溫度不穩(wěn)地等問題，嚴(yán)重影響石油管道的運(yùn)輸。不僅如此，采用電阻絲加熱會無形中損耗大量能源，造成資源浪費(fèi)，同時(shí)影響到石油管道正常的運(yùn)輸作業(yè)情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中所提到的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于電磁加熱裝置中的恒溫控制模塊，該種恒溫控制模塊可以解決現(xiàn)有恒溫控制模塊造成的電阻絲加熱不均勻、壽命短、熱損較大等問題，另外使用該模塊后，可以利用便攜式移動終端遠(yuǎn)程監(jiān)控該模塊的工作狀態(tài)。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:該種用于電磁加熱裝置中的恒溫控制模塊，包括一個(gè)單片機(jī)控制模塊，其獨(dú)特之處在于:所述恒溫控制模塊還包括GPRS模塊、溫度采集模塊、電磁加熱驅(qū)動模塊和電磁加熱模塊;其中，溫度采集模塊將采集到的溫度模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)控制模塊中，單片機(jī)控制模塊向電磁加熱驅(qū)動模塊輸出控制信號；電磁加熱驅(qū)動模塊由同步振蕩與鋸齒波產(chǎn)生電路和IGBT驅(qū)動電路兩部分組成，當(dāng)單片機(jī)控制模塊輸入的控制信號經(jīng)過同步振蕩與鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生鋸齒波后觸發(fā)所述IGBT驅(qū)動電路；電磁加熱模塊由諧振逆變電路和高頻高壓電流線圈以及相配合的外圍元件連接后組成，其中，所述諧振逆變電路由勵磁線圈與諧振電容及IGBT管組成，所述IGBT管接收來自于所述IGBT驅(qū)動電路發(fā)出的驅(qū)動信號;GPRS模塊與單片機(jī)控制模塊之間采用雙向數(shù)據(jù)流傳遞的方式連接。
[0005]本實(shí)用新型具有如下有益效果:采用該種電磁加熱恒溫控制模塊的裝置不再采用原有的電阻絲加熱作業(yè)模式，不僅操作簡單，且效率高，更加節(jié)能。當(dāng)該恒溫控制模塊應(yīng)用于管道內(nèi)襯防腐材料耐溫測試之后，不但安全可靠，而且適用于所有運(yùn)輸管道，最重要的是高效節(jié)能且準(zhǔn)確控溫，熱啟動非?？?，平均預(yù)熱時(shí)間比電阻圈加熱方式縮短60%以上，同時(shí)熱效率高達(dá)90%以上，在同等條件下，比電阻圈加熱節(jié)電30—70%，大大提高了生產(chǎn)效率。相比于電阻絲容易因高溫老化而燒斷壽命較短后期維修工作量較大的弊端，電磁加熱因線圈本身基本不會產(chǎn)生熱量，壽命長，無需檢修，無維護(hù)更換成本;加熱部分采用環(huán)形電纜結(jié)構(gòu)，電纜本身不會產(chǎn)生熱量，并可承受500°C以上高溫，使用壽命長，不需維護(hù)，后期基本無維護(hù)費(fèi)用。另外，該模塊可以利用GPRS模塊和便攜式移動終端模塊相連接，同單片機(jī)做信息數(shù)據(jù)的交互傳輸，隨時(shí)隨地能夠在移動終端接受所傳輸?shù)暮銣啬K的工作數(shù)據(jù)，大大提高了工作效率，替代了原有人工監(jiān)控的作業(yè)模式。
[0006]【附圖說明】:
[0007]圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。
[0008]圖2是具體實(shí)施時(shí)本實(shí)用新型的電路圖。
[0009]圖3是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的溫度檢測模塊電路圖。
[0010]圖4是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的單片機(jī)控制模塊雙電源電路圖。
[0011]圖5是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的電磁加熱驅(qū)動模塊電路圖。
[0012]圖6是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的IGBT驅(qū)動電路的電路圖
[0013]圖7是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的電磁加熱模塊電路圖。
[0014]圖8是本實(shí)用新型具體實(shí)施時(shí)采用的GPRS模塊電路圖。
[0015]【具體實(shí)施方式】:
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0017]由圖1至圖8所示，該種用于電磁加熱裝置中的恒溫控制模塊，包括一個(gè)單片機(jī)控制模塊3，其獨(dú)特之處在于:所述恒溫控制模塊還包括GPRS模塊7、溫度采集模塊1、電磁加熱驅(qū)動模塊4和電磁加熱模塊5。其中，溫度采集模塊將采集到的溫度模擬信號通過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)控制模塊中，單片機(jī)控制模塊向電磁加熱驅(qū)動模塊輸出控制信號；電磁加熱驅(qū)動模塊由同步振蕩與鋸齒波產(chǎn)生電路和IGBT驅(qū)動電路兩部分組成，當(dāng)單片機(jī)控制模塊輸入的控制信號經(jīng)過同步振蕩與鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生鋸齒波后觸發(fā)所述IGBT驅(qū)動電路;電磁加熱模塊由諧振逆變電路和高頻高壓電流線圈以及相配合的外圍元件連接后組成，其中，所述諧振逆變電路由勵磁線圈與諧振電容及IGBT管組成，所述IGBT管接收來自于所述IGBT驅(qū)動電路發(fā)出的驅(qū)動信號;GPRS模塊與單片機(jī)控制模塊之間采用雙向數(shù)據(jù)流傳遞的方式連接。
[0018]此外，在上述方案的基礎(chǔ)上還可以增加便攜式移動終端模塊6和視頻監(jiān)控模塊8，從而實(shí)現(xiàn)可以遠(yuǎn)程提取數(shù)據(jù)和觀察實(shí)施效果。
[0019]下面結(jié)合具體實(shí)施方案給出詳細(xì)描述，系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，其電路圖如圖2所示。溫度檢測模塊電路如圖3所示。其內(nèi)置的溫度傳感器能夠?qū)⒃谟吞镞\(yùn)輸管道內(nèi)部采集的溫度轉(zhuǎn)換成可用模擬輸出信號，作為A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入變量。將溫度的變化轉(zhuǎn)化變?yōu)殡妷旱淖兓?jīng)過放大后送往A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)行處理。Rx為傳感器熱電阻，由電橋?qū)崿F(xiàn)溫度到電壓的轉(zhuǎn)化，由運(yùn)放IC3完成信號的放大，由IC4完成信號的調(diào)整。
[0020]單片機(jī)控制模塊是處理數(shù)據(jù)的核心單元，既能夠接受將來自A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字電平信號，又能夠與GPRS模塊之間進(jìn)行信息傳遞。經(jīng)單片機(jī)處理后的數(shù)據(jù)以高低電平信號的形式輸出傳遞給對應(yīng)端口的電磁加熱驅(qū)動模塊。本設(shè)計(jì)單片機(jī)采用雙電源電路支持整個(gè)設(shè)計(jì)工作。供電電路由主電源和備用電源組成。主電源主要是由變壓器、6A整流橋、2顆100yF電容以及7805三端穩(wěn)壓管組成。這個(gè)部分為系統(tǒng)提供主要的供電，輸出電壓為5V直流。備用電源主要是由4位的5號電池盒組成。這個(gè)部分在主電源斷電時(shí)能夠幾乎瞬時(shí)的為系統(tǒng)提供電源，輸出電壓也是6V直流。該電源直接接到單片機(jī)的電源端。備用電源存在的意義就在于，如果主電源一旦斷電的話能夠及時(shí)的提供系統(tǒng)所需要的電力，以保證整個(gè)系統(tǒng)在主電源斷電的時(shí)間內(nèi)依然能夠正常的工作。
[0021]電磁加熱驅(qū)動模塊的內(nèi)部是由同步振蕩與鋸齒波產(chǎn)生電路和IGBT驅(qū)動電路兩部分組成。同步振蕩和鋸齒波產(chǎn)生電路主要作用是從LC振蕩回路中取得同步信號，同時(shí)產(chǎn)生同步鋸齒波，為IGBT驅(qū)動電路中的IGBT管導(dǎo)通提供驅(qū)動波形，電路輸出信號為鋸齒波11.