[发明专利]一种线网反应器的温度调节系统

说明书

本发明公开了一种线网反应器的温度调节系统，包括微控制器、人机交互系统、功率调节器、线网反应器和与线网反应器的金属线网连接的热电偶；功率调节器输出功率对线网反应器进行加热，微控制器将热电偶测量的温度电压信号经隔离电路处理,A/D转换成温度数字量，再通过处理运算后，作为功率调节器的反馈信号，控制功率调节器的功率输出；人机交互系统与微控制器通信，设定参数同时，实现数据的实时显示。本发明解决了现有温度采集需要特定电源、控制频率低、温度采样频率低、温度采集干扰等问题。

技术领域

本发明涉及温度采集和控制领域，尤其涉及一种线网反应器的温度调节系统。

背景技术

煤炭是当今世界的主要能源，更是很重要的一次能源。随着能源的消费而引发的环境问题越来越引起人们的重视，节能减排仍是能源科学研究的主题，因此深入了解煤的热利用和有害物质迁移的过程和机理，能够为实际工业中煤炭的清洁高效利用提供重要的理论基础。

为了研究煤炭的晶体性质变化和化学现象，常需要较慢的升温速率，然而工业生产中煤炭的反应是个快速加热反应过程。常见的水平炉、固定床、流化床和一维沉降炉等试验装置的开发，为实验室研究煤炭的热利用过程提供了良好的实验方法然而并不能提供一个宽泛的升温速率范围，仅有线网反应器可以提供一个宽泛的速率范围，并且能够有效的抑止二次反应，更加真实的了解煤热利用过程和机理。从上世界60年代开始着重发展线网反应器，如英国帝国理工大学等采用交流供电的方式，温度采样频率较低为50～60Hz，但可控性不高，美国犹他大学采用固态继电器实现了功率调节器的高频开断，提升了温度采集及控制精度，但是对固态继电器的频率要求较高，中国在本世纪也加快了线网的研究工作，清华大学采用直流功率调节器供电的方式研制了升温速率可以到1000℃/s的实验平台，上海交通大学基于LabVIEW开发的实验平台极限升温速率可以达到700℃/s，专利CN106094931公开了一种面向线网反应器的快速温度控制系统，提供了具体工作方式，能够实现快速加热反应器，并且极限升温速率可以达到1700℃/s，但在控制精度上都有所提升，但是能够达到的极限升温速率不高。目前线网反应器温度的采集及控制还存在一些有待解决的问题，主要为控制频率低、温度采样频率低、温度采集干扰、极限升温速率过低等。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种线网反应器的温度调节系统，以解决现有温度采集需要特定电源、控制频率低、温度采样频率低、温度采集干扰等问题。

本发明提供的一种线网反应器的温度调节系统，其改进之处在于，所述温度调节系统包括微控制器1、人机交互系统2、功率调节器3、线网反应器4和与所述线网反应器4的金属线网连接的热电偶5；

所述功率调节器3输出功率对所述线网反应器4进行加热，所述微控制器1将所述热电偶5的电压信号补偿调制隔离转换成温度信号，再通过处理运算后，作为所述功率调节器3的反馈信号，控制所述功率调节器3的功率输出；

所述人机交互系统2与所述微控制器1通信，设定参数同时，实现数据的实时显示。

优选的，所述微控制器1包括供电单元6、温度采集单元7、主控运算单元8；所述主控运算单元8包括A/D转换器9和D/A转换器10；

所述供电单元6通过USB接口与所述人机交互系统2通信，且所述供电单元6为所述温度采集单元7和所述主控运算单元8供电；

所述温度采集单元7将所述热电偶5加热后产生温度电势差信号经温度补偿，信号放大，DC-DC隔离产生模拟电压温度信号后输入到所述主控运算单元8，再经过所述A/D转换器9和D/A转换器10转换后，所述主控运算单元8计算处理后形成时序TTL控制方波和控制量传给所述功率调节器3。

较优选的，所述功率调节器3为高频脉冲开关电源，其由所述TTL控制方波驱动，产生脉冲方波，脉冲方波处于高电平时为功率输出，脉冲方波处于低电平时为功率关断；