一種數字控溫混水裝置的研究

王帆+樊斌+姚慶香

摘要：在巧克力調溫機工作過程中，為了確保在巧克力漿料降溫過程中能達到精確的結晶溫度，文章研究了一種數字智能控溫混水裝置，產生溫度可調節、控溫精準的恒溫水用于巧克力調溫機中。該裝置將步進電機驅動的球閥、磁力攪拌機構、溫度測量及單片機計算與控制技術相結合，精確調節熱水、冷水的混合量，從而得到溫度可調節的混合水。研究成果也可以用于其它需要恒溫水的場合。本研究結果具有顯著的技術進步，有非常好的實際應用價值。

關鍵詞：調溫機；混水裝置；數字控溫；球閥；磁力攪拌

中圖分類號：TP212.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）06-0120-01

1 設計方案

1.1 設計方案要求

（1）該控溫混水裝置包括混水腔體，熱水進水控制部件、冷水進水控制部件、恒溫水出水控制部件；（2）單片機根據熱水進水測溫熱電偶、冷水進水測溫熱電偶、恒溫水出水測溫熱電偶所測到的三個溫度計算控制；（3）增加混水攪拌使得在進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 設計方案的確定

熱水進水控制部件包括熱水進水控制球閥、熱水進水測溫熱電偶；冷水進水控制部件包括冷水進水控制球閥、冷水進水測溫熱電偶；恒溫水出水控制部件包括恒溫水出水控制球閥、恒溫水出水測溫熱電偶。

2 系統設計

2.1 結構設計

圖1為數字控溫混水裝置結構示意圖。

其中：（1）熱水進水控制球閥；（2）熱水進水測溫熱電偶；（3）冷水進水測溫熱電偶；（4）冷水進水控制球閥；（5）混水腔體、（6）混水攪拌子；（7）混水攪拌磁力塊；（8）混水出水測溫熱電偶；（9）混水出水控制球閥。

熱水進水管、冷水進水管和混合水出水管聯接在混水腔體5上，熱水進水測溫熱電偶2測量所進熱水溫度，熱水進水控制球閥1控制進入混水腔體5的熱水量；冷水進水測溫熱電偶3測量所進冷水溫度，冷水進水控制球閥4控制進入混水腔體5的冷水量；混水出水測溫熱電偶8測量輸出混水溫度，混水出水控制球閥9控制混水器輸出混水量；混水攪拌磁力塊7是由電機帶動永久磁鐵塊，控制混水腔體5中的混水攪拌子高速轉動，實現使混水腔體5內水溫均勻的目的。

圖1中混水攪拌磁力塊7，是由微電機帶動強力磁鐵產生旋轉磁場來驅動所述混水攪拌子6作圓周循環運動，從而達到攪拌液體的目的，使所述混水腔體5內的液體溫度迅速均勻。

2.2 電路系統設計

圖2為數字控溫混水裝置電路系統原理框圖。

如圖2為數字控溫混水裝置電路系統原理框圖，包括單片機25，單片機處理數據的三個溫度數據分別來源于：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，這三個傳感器輸出電信號經放大、A/D，變換成數字信號進入單片機；單片機計算結果輸出控制對象有：磁力塊旋轉脈沖24、熱水球閥驅動27、冷水球閥驅動28、混合水球閥驅動29；另外單片機還控制系統鍵盤、顯示電路26。

3 結語

本文研究的數字控溫混水裝置，可以輸出溫度恒定、可調的恒溫水，用于巧克力調溫機在巧克力結晶點的精確控溫，系統中設計了巧妙的混水機械結構、增加了磁力攪拌裝置、采用了控制水量的球閥；同時與放大電路板、A/D電路板、球閥驅動電路板、磁力塊電機驅動板以及相應的單片機控制程序結合使用。本文所研究的系統具有顯著的技術進步，有非常好的實際應用價值，應該會有良好的市場前景。

參考文獻

[1]魏強華，高蔭榆，何小立.巧克力調溫工藝及其發展[J].食品與機械，2003，（1）：16-17.endprint