[发明专利]一种微波合成仪的恒温控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成设备领域，尤其是一种微波合成仪的恒温控制装置。

背景技术

现在微波技术已经运用于生活中各个方面，比如家庭用的微波炉等，在科研实验室中微波反应设备也被大量运用。目前用于科研的微波设备都是传统的驻波单模系统，其特点是单通道单向高密度耦合，但单模能量界面直径较小，腔体体积受限，只能放入10-15ml的容器，另一个缺点是单模功率受腔体限制，因高密度、小体积极易产生瞬间泄漏和过强热耦合损坏反应物，从而造成研究失败。化学合成反应对温度的要求比较敏感,对温度的控制要求很高，短时间的急剧升温会导致反应器体内的反应发生多种副反应，传统微波设备控制精度低，导致反应物质不纯。传统微波设备中的微波反应器都是静置的状态下通入微波，在静止状态下进行反应，反应速度慢，合成效率低。

发明内容

本发明的目的是解决上述不足，提供一种微波合成仪的恒温控制装置。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种微波合成仪的恒温控制装置，包括微波控制系统、温度监控系统、转动驱动系统。

所述的微波控制系统包括微波发射器、微波发射控制器、PLC控制器、直流24V电源；所述温度监控系统包括红外温度检测探头、红外温度检测控制器；所述转动驱动系统包括伺服电机驱动器、伺服电机、旋转平台、主轴、主盘、反应器。所述微波发射控制器通过输出数据线与微波发射器相连，所述发射控制器外接220V市电；所述PLC控制器的控制信号线与微波发射控制器相连，所述直流24V电源外接220V市电，输出直流电线与PLC控制器相连；所述直流24V电源输出的直流电线与红外温度检测控制器相连，所述红外温度检测探头通过信号线与红外温度检测控制器相连；所述伺服电机驱动器通过信号线与伺服电机相连，所述伺服电机的输出转轴与旋转平台通过齿轮传动，所述主轴固定在旋转平台上，所述主盘安装在合成仪的反应箱内并固定在主轴上方，所述反应器放置在主盘上。

所述微波控制系统主电源为220V交流电，微波发射控制器通过隔离变压的方式，将220V的交流电提高到4KV用以驱动微波发射器，使微波发射器释放出微波能量并通过微波发射器上的波导口传到反应器体内部。由于微波的传播方向与能量无法在传播过程中进行控制，加入PLC控制器对微波功率进行控制。所述红外温度检测探头通过测量红外发射的波长得到温度值，所述红外温度检测探头的测温位置为反应器离腔底距离6.5cm高处的实时监控，采集的温度值以模拟量的形式，传送到红外温度检测控制器，红外温度检测控制器将信号输送至PLC控制器，所述PLC控制器将信号传送至微波发射控制器，微波发射控制器中的控制电路按自整定模糊调节公式计算输出的模拟信号，通过输出模拟信号完成对微波发射器的控制，达到改变微波发射器所发出微波功率的效果。

所述转动驱动系统主电源为220V交流电，通过伺服电机驱动器控制伺服电机以速度60rmp转动，伺服电机精确传动使得反应器至绝对位置。为了使反应主盘在水平平面转动，该系统采用高效的伺服旋转平台，保证反应主盘的水平平面性，并增大了伺服电机的旋转扭矩，让该系统高效有效运行。

本发明系统通过对反应器体通入微波，提高反应器内试剂的温度。首先通过伺服电机有序转动克服微波传播的不均匀，并使用温度监控系统对反应器内试剂反应温度进行实时监控，当监控到某一点温度过高时，温度监控系统反馈信号至微波发射控制器调整微波发射器输出微波的功率，最终调节反应器内试剂的温度到设定的稳定值，达到微波温度均匀稳定的效果。

本发明有如下优点：1、创新的温度检测反馈与控制系统构建大大减少了传统控制方案的复杂度，最少的控制电器件达到最高效的使用效果。通过数据的实时反馈保证反应器内部的温度均衡，大大降低了实验的风险。2、本发明系统可在反应器体内进行多组的实验反应，大大提升了反应的效率，提高实验人员的工作效率。3、化学合成实验一般都需要进行混合操作，该系统通过可控的伺服系统，可以进行有效的振荡，提升反应效果。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的结构组成示意图。

图3为本发明的微波控制系统及温度监控系统的连接示意图。

具体实施方式

如图1、图2及图3所示，一种微波合成仪的恒温控制装置，包括微波控制系统1、温度监控系统2、转动驱动系统3。