專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置所屬領(lǐng)域本實(shí)用新型涉及溫度控制裝置，具體地說(shuō)是一種適用于對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)溫室進(jìn)行溫度 控制的裝置。
背景技術(shù)：
細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)對(duì)培養(yǎng)室的溫度有著嚴(yán)格的限定，要維持培養(yǎng)細(xì)胞旺盛生長(zhǎng)，必須 將培養(yǎng)室的溫度恒定在適宜的溫度范圍。如人體細(xì)胞培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)溫度為36. 5°C 士0.5°C， 偏離這一溫度范圍，細(xì)胞的正常代謝會(huì)受到影響，甚至?xí)劳?。為了保證細(xì)胞培養(yǎng)室的溫度 能夠恒定在適宜的范圍，細(xì)胞培養(yǎng)室通常都設(shè)有供熱系統(tǒng)和室內(nèi)溫度控制裝置。目前細(xì)胞 培養(yǎng)室設(shè)計(jì)的供熱系統(tǒng)一般都同時(shí)配有蒸汽熱和電熱兩種不同的熱源。這樣，當(dāng)其中的一 種熱源因故不能使用時(shí)，可及時(shí)切換為另一種熱源工作，從而有效防止因熱源故障使系統(tǒng) 無(wú)法正常運(yùn)行。目前的室內(nèi)溫度控制裝置，通常包括有顯示器、可編程單片機(jī)及其受控的由 加熱控制電路和降溫控制電路組成的溫度控制電路。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，現(xiàn)有的室內(nèi)溫度控制 裝置，一般只能針對(duì)一種熱源進(jìn)行調(diào)控，如或是專(zhuān)門(mén)針對(duì)蒸汽熱源進(jìn)行調(diào)控或針對(duì)電熱源 進(jìn)行調(diào)控。所以當(dāng)正在使用的熱源出現(xiàn)問(wèn)題需要啟用另一種熱源時(shí)，必需通過(guò)人工手動(dòng)切 換。這種方式極易造成系統(tǒng)震蕩過(guò)沖，從而導(dǎo)致溫室溫度超溫。另外，目前的室內(nèi)溫度控制 裝置與細(xì)胞培養(yǎng)室供熱系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)無(wú)關(guān)聯(lián)，所以當(dāng)出現(xiàn)風(fēng)機(jī)故障而使熱能方法傳遞到室 內(nèi)，致使室內(nèi)溫度降低時(shí)，溫度傳感器依舊會(huì)機(jī)械地將溫度偏低信號(hào)傳遞給加熱器，加熱器 因此會(huì)不停地繼續(xù)工作，所以極易引發(fā)火災(zāi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，其設(shè)計(jì)科學(xué)合 理并且可根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)兩種熱源進(jìn)行自動(dòng)切換，從而能夠克服上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的 問(wèn)題。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型所提供的智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，包括有可編程控制器、顯 示屏、溫度傳感器，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于可編程控制器分別串接有蒸汽加熱PID執(zhí)行元件和電 加熱器PID執(zhí)行元件；可編程控制器的PORTl串口通過(guò)數(shù)據(jù)線與電加熱智能PID溫控表、蒸 汽加熱智能PID溫控表相連；可編程控制器的信號(hào)接收端分別與溫室溫度傳感器、電熱溫 度傳感器以及蒸汽熱溫度傳感器相連；顯示屏通過(guò)數(shù)據(jù)線與可編程控制器的PORTO串口連 接。本實(shí)用新型溫控精確度高，能夠同時(shí)針對(duì)兩種熱源形式進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并能夠根 據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)對(duì)兩種熱源進(jìn)行自動(dòng)切換，從而可有效恒定室內(nèi)溫度，并有效避免了人工切換 所導(dǎo)致的過(guò)沖現(xiàn)象。本實(shí)用新型同時(shí)還可以自動(dòng)檢測(cè)風(fēng)機(jī)皮帶運(yùn)行是否正常，由此解決了 因風(fēng)機(jī)故障致使溫度傳感器信號(hào)誤導(dǎo)加熱器非正常持續(xù)工作的問(wèn)題。
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括有可編程控制器1、顯示屏2、溫度傳感器。可編程控 制器1分別串接有蒸汽加熱PID執(zhí)行元件和電加熱器PID執(zhí)行元件；可編程控制器1的串 口 PORTl通過(guò)數(shù)據(jù)線與電加熱智能PID溫控表3、蒸汽加熱智能PID溫控表4相連；可編程 控制器1的信號(hào)接收端分別與溫室溫度傳感器14、電熱溫度傳感器13以及蒸汽熱溫度傳感 器12相連；顯示屏2通過(guò)數(shù)據(jù)線與可編程控制器1的串口 PORTO連接。電加熱智能PID溫控表3的信號(hào)輸入傳感器10以及蒸汽加熱智能PID溫控表4 的信號(hào)輸入傳感器11安裝在送風(fēng)風(fēng)道22的溫室入口端。電加熱智能PID溫控表(3)和蒸汽加熱智能PID溫控表(4)最好采用四線制雙 PT100復(fù)合傳感器，以盡量減少電加熱智能PID溫控表3及蒸汽加熱智能PID溫控表4的信
號(hào)誤差。所述的蒸汽加熱PID執(zhí)行元件由電氣轉(zhuǎn)換器5 (4-20mA轉(zhuǎn)換為0_0. 2Mpa)、比例隔 膜調(diào)節(jié)閥7、換熱器19、疏水器20構(gòu)成。該執(zhí)行元件受蒸汽加熱智能PID溫控表4的調(diào)控。 在可編程控制器1連接有電接點(diǎn)壓力表9。電接點(diǎn)壓力表9將蒸汽消失信號(hào)提供給可編程 控制器1，為熱源自動(dòng)切換提供依據(jù)。在電氣轉(zhuǎn)換器5上連接有蒸汽電磁閥6和氣動(dòng)截止閥 8。蒸汽電磁閥6與氣動(dòng)截止閥8構(gòu)成保護(hù)回路動(dòng)作時(shí)切斷蒸汽的執(zhí)行元件。氣動(dòng)截止閥 8在壓縮空氣消失或停電時(shí)均可切斷蒸汽。所述的電加熱器PID執(zhí)行元件由微斷開(kāi)關(guān)21、固態(tài)繼電器組15、接觸器16、電加 熱組件18構(gòu)成；電加熱組件18上設(shè)有溫控開(kāi)關(guān)17。電加熱器PID執(zhí)行元件受電加熱智能 PID溫控表3調(diào)控。溫度開(kāi)關(guān)17安裝在電加熱器組件18上，當(dāng)風(fēng)機(jī)皮帶斷裂或固態(tài)繼電器 擊穿造成溫度過(guò)高時(shí)動(dòng)作直接切斷接觸器16的線圈電源保護(hù)系統(tǒng)。本實(shí)用新型在開(kāi)機(jī)送電后，系統(tǒng)首先需要人工選擇操作狀態(tài)，手動(dòng)狀態(tài)或者自動(dòng) 狀態(tài)，自動(dòng)狀態(tài)下默認(rèn)是蒸汽加熱優(yōu)先，手動(dòng)狀態(tài)下需要選擇電加熱或者是蒸汽加熱。無(wú)論 是電熱切換到蒸汽熱，還是蒸汽熱切換到電熱，系統(tǒng)均會(huì)把實(shí)時(shí)溫度傳送到PID溫控表中， 經(jīng)過(guò)升溫延遲時(shí)間(可設(shè)定)后，在當(dāng)前的實(shí)時(shí)溫度基礎(chǔ)上增加升溫溫度(可設(shè)定)，在經(jīng)過(guò) 升溫延遲時(shí)間(可設(shè)定)后，再把升溫延遲時(shí)間(可設(shè)定)前的溫度，加上升溫溫度(可設(shè)定)， 傳送到可編程控制器1內(nèi)。如此循環(huán)，直到系統(tǒng)溫度與設(shè)定溫度相同為止。此過(guò)程不分手 動(dòng)和自動(dòng)狀態(tài)，初始送電也會(huì)進(jìn)行此狀態(tài)。當(dāng)蒸汽熱本地溫度超限，蒸汽熱溫度傳感器將超 溫信號(hào)發(fā)出后，蒸汽電磁閥6停關(guān)閉，當(dāng)溫度恢復(fù)設(shè)定后，蒸汽電磁閥6會(huì)自動(dòng)復(fù)位。當(dāng)電 熱本地溫度超限(限制溫度在溫控表上設(shè)定)，會(huì)停止電加熱，并且有報(bào)警輸出。室溫傳感器 14設(shè)置在能夠反應(yīng)溫室整體溫度的合適位置，可編程控制器1會(huì)根據(jù)此溫度自動(dòng)緩慢修正 運(yùn)行PID溫控表的設(shè)定值。因此具有智能調(diào)節(jié)的作用。電熱溫度傳感器13以及蒸汽熱溫 度傳感器12安裝在風(fēng)道上能夠較快的感受溫度變化，其作用是穩(wěn)定熱源溫度防止過(guò)沖?？?編程控制器1可根據(jù)室溫傳感器14的檢測(cè)值計(jì)算誤差然后微調(diào)PID溫控表設(shè)定值，最終將 室溫穩(wěn)定在要求的溫度范圍。當(dāng)可編程控制器1檢測(cè)到電接點(diǎn)壓力表9低于設(shè)定下限一定 時(shí)間(可以根據(jù)實(shí)際情況修改)時(shí)，可自動(dòng)切換到電加熱。當(dāng)檢測(cè)到蒸汽壓力恢復(fù)時(shí)，延時(shí)
4(可以根據(jù)實(shí)際情況修改延時(shí)值)。 本實(shí)用新型能夠根據(jù)溫室溫度變化智能自動(dòng)修改溫控表的設(shè)定點(diǎn)；根據(jù)熱源情況 自動(dòng)切換熱源(電或蒸汽);根據(jù)溫室溫度超溫后自動(dòng)熱源。由此解決了溫室溫度控制不準(zhǔn)、 不同熱源不能自動(dòng)切換、溫室溫度無(wú)防過(guò)熱保護(hù)等問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，包括有可編程控制器(1)、顯示屏(2)、溫度 傳感器，其特征在于可編程控制器(1)分別串接有蒸汽加熱PID執(zhí)行元件和電加熱器PID 執(zhí)行元件；可編程控制器(1)通過(guò)數(shù)據(jù)線與電加熱智能PID溫控表(3)、蒸汽加熱智能PID 溫控表(4)相連；可編程控制器(1)的信號(hào)接收端分別與溫室溫度傳感器(14)、電熱溫度傳 感器(13)以及蒸汽熱溫度傳感器(12)相連；顯示屏(2)通過(guò)數(shù)據(jù)線與可編程控制器(1)連 接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，其特征在于所述的蒸汽加 熱PID執(zhí)行元件由電氣轉(zhuǎn)換器(5)、比例隔膜調(diào)節(jié)閥(7)、換熱器(19)、疏水器(20)構(gòu)成；在 可編程控制器(1)連接有電接點(diǎn)壓力表(9 )；在電氣轉(zhuǎn)換器(5 )上連接有蒸汽電磁閥(6 )和 氣動(dòng)截止閥(8)。
3 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，其特征在于所述的電加熱 器PID執(zhí)行元件由微斷開(kāi)關(guān)(21)、固態(tài)繼電器組(15)、接觸器(16)、電加熱組件(8)構(gòu)成； 電加熱組件(8 )上設(shè)有溫控開(kāi)關(guān)(17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，其特征在于所述的電加熱 智能PID溫控表(3)和蒸汽加熱智能PID溫控表(4)采用四線制雙PT100復(fù)合傳感器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種智能細(xì)胞培養(yǎng)溫室溫度控制裝置，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)在于可編程控制器分別串接有蒸汽加熱PID執(zhí)行元件和電加熱器PID執(zhí)行元件；可編程控制器的PORT1串口通過(guò)數(shù)據(jù)線與電加熱智能PID溫控表、蒸汽加熱智能PID溫控表相連；可編程控制器的信號(hào)接收端分別與溫室溫度傳感器、電熱溫度傳感器以及蒸汽熱溫度傳感器相連；顯示屏通過(guò)數(shù)據(jù)線與可編程控制器的PORT0串口連接。本實(shí)用新型可有效恒定室內(nèi)溫度，并有效避免了人工切換所導(dǎo)致的過(guò)沖現(xiàn)象。
文檔編號(hào)G05D23/20GK201926939SQ20102056048
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者王亞然, 王英, 耿風(fēng)廷, 胡麗芝, 馬東杰, 高珊, 齊名 申請(qǐng)人:華北制藥金坦生物技術(shù)股份有限公司