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金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法

阅读：786发布：2020-05-14

专利汇可以提供金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种金属比热测量的过热保护装置，该过热保护装置包括主控制单元、加热执行单元、检测单元、状态显示警示单元和输入单元；所述主控制单元接受检测单元的信号，并在对信号进行分析判断后对加热执行单元进行控制，实现过热保护；状态显示警示单元根据主控制单元的指令显示测量系统的状态，发出报警信号；输入单元向主控制单元写入和修改控制策略所要求的信息。过热保护方法循环检测样品温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度，并以此为依据进行过热保护。本发明用于对自然冷却法测量金属比热实行过热保护，避免因样品温度过高而造成样品熔化，延长测量仪器的使用寿命，测量结果准确可靠。，下面是金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：该过热保护装置包括主控制单元(1)、加热执行单元(2)、检测单元(3)、状态显示警示单元(4)和输入单元(5)；所述主控制单元(1)接受检测单元(3)的信号，并在对信号进行分析判断后对加热执行单元(2)进行控制，实现过热保护；状态显示警示单元(4)根据主控制单元(1)的指令显示测量系统的状态，发出报警信号；输入单元(5)向主控制单元(1)写入和修改控制策略所要求的信息。
2.根据权利要求1所述的金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：所述检测单元(3)包含热电偶传感器、位置传感器、定温传感器、信号放大器、时间计数器；检测单元(3)将信号传递给主控制单元(1)进行分析判断。
3.根据权利要求1所述的金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：所述加热执行单元(2)包括电磁继电器和驱动电路，加热执行单元(2)控制加热电源的通断。
4.根据权利要求1所述的金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：所述输入单元(5)向主控制单元(1)写入和修改控制策略所要求的信息包括样品最高温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度。
5.一种金属比热测量的过热保护方法，其特征在于该方法循环检测样品温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度，并以此为依据进行过热保护，具体步骤如下：
1)预先设定加热温度、持续加热时间、样品位置和保护罩温度；
2)检测到样品达到设定加热温度后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定加热温度，则进入步骤3)；
3)检测到持续加热时间超过设定持续加热时间后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定持续加热时间，则进入步骤4)；
4)检测样品位置，检测到样品离开加热源后，切断加热电源，防干烧，并给出警示；样品未离开加热源，则进入步骤5)；
5)检测保护罩温度，保护罩温度超过设定的保护罩温度，切断加热电源，并给出警示；
保护罩温度未超过设定的保护罩温度，则进入步骤6)；
6)显示样品信息，并保持原来的加热状态；
7)检测是否有新数据输入，没有则回到步骤2)、有新数据输入则回到步骤1)。

说明书全文

金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种过热保护装置和过热保护的方法，具体地说是一种金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法。

背景技术

[0002] 金属比热是金属材料的一种重要物理参数，对产品性能有着重要影响，决定了该种材料的应用领域，在实验研究和生产应用中被广泛关注。因此对金属比热的准确测量非常重要。

[0003] 在实验室条件下的金属比热测量，不仅可以了解金属材料性能，而且有利于了解掌握金属比热的测量方法。

[0004] 测量金属比热的方法有很多种，常用的有自然冷却法。自然冷却法可以简述为：首先将金属样品加热到一定温度，然后让其自然冷却，记录冷却过程中样品温度和时间的关系，并与标准样品对比，然后推导出该样品的比热。

[0005] 对金属样品的加热一般要达到400℃左右，如果控制不好，没有过热保护装置，温度过高，可能会造成样品熔化、并且加速测量仪器的老化损毁，影响测量结果。没有过热保护装置，还可能会造成加热器干烧现象，造成安全隐患。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种金属比热测量的过热保护装置及过热保护方法，该过热保护装置及过热保护方法用于对自然冷却法测量金属比热实行过热保护，避免因样品温度过高而造成样品熔化，延长测量仪器的使用寿命，测量结果准确可靠。

[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

[0008] 一种金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：该过热保护装置包括主控制单元、加热执行单元、检测单元、状态显示警示单元和输入单元；所述主控制单元接受检测单元的信号，并在对信号进行分析判断后对加热执行单元进行控制，实现过热保护；状态显示警示单元根据主控制单元的指令显示测量系统的状态，发出报警信号；输入单元向主控制单元写入和修改控制策略所要求的信息。

[0009] 本发明中，主控制单元以单片机为控制核心，通过附加的外围电路与各功能单元进行衔接。

[0010] 加热执行单元包含电磁继电器及驱动电路等，加热执行单元控制加热电源的通断，控制对样品的加热。

[0011] 检测单元包含热电偶、信号放大器、定温感应器、位置传感器等；热电偶用于检测样品的温度和判断样品是否离开加热源。信号放大器用于对热电偶信号进行放大处理。定温感应器，安置在保护罩上，检测保护罩的温度。位置传感器用于强化检测样品是否离开加热源。检测单元将信号传递给主控制单元进行分析判断。

[0012] 状态显示警示单元，包含温度数码显示、发光二极管状态显示、报警蜂鸣器。

[0013] 输入单元是由轻触按钮构成的简易输入键盘。所述输入单元向主控制单元写入和修改控制策略所要求的信息包括样品最高温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度。

[0014] 一种金属比热测量的过热保护方法，其特征在于该方法循环检测样品温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度，并以此为依据进行过热保护，具体步骤如下：

[0015] 1)预先设定加热温度、持续加热时间、样品位置和保护罩温度；

[0016] 2)检测到样品达到设定加热温度后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定加热温度，则进入步骤3)；

[0017] 3)检测到持续加热时间超过设定持续加热时间后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定持续加热时间，则进入步骤4)；

[0018] 4)检测样品位置，检测到样品离开加热源后，切断加热电源，防干烧，并给出警示；样品未离开加热源，则进入步骤5)；

[0019] 5)检测保护罩温度，保护罩温度超过设定的保护罩温度，切断加热电源，并给出警示；保护罩温度未超过设定的保护罩温度，则进入步骤6)；

[0020] 6)显示样品信息，并保持原来的加热状态；

[0021] 7)检测是否有新数据输入，没有则回到步骤2)、有新数据输入则回到步骤1)。

[0022] 一种金属比热测量的过热保护装置，其特征在于：它包括主控制单元、加热执行单元、检测单元、状态显示警示单元和输入单元。所述主控制单元接收检查单元传来的信号，并根据接收信号的特征向加热执行单元发出控制指令、改变加热状态，同时向状态显示警示单元发出状态显示指令；主控制单元还可接收来自输入单元的输入信息，设定或改变限定的加热温度、和限定的加热时长。状态检测单元进行样品温度的检测、超时检测、加热源离开检测、保护罩温度检测，并将检测到的有关信息传给主控制单元；加热执行单元，可以控制加热电源的通断，从而控制对样品的加热。状态显示警示单元，可以显示样品的温度信息、加热状态、控制声音报警器。输入单元包括简易输入键盘、并利用显示单元进行回显。

[0023] 本发明中主控制单元由单片机及其外围电路构成，单片机中运行的程序循环不断地监测着温度信号、位置信号、加热时长等，一旦检测到不符合设定的保护策略(方法)的事件发生，立即启动过热保护程序，使测量系统处于保护状态。

[0024] 本发明用于对自然冷却法测量金属比热实行过热保护，避免因样品温度过高而造成样品熔化，延长测量仪器的使用寿命，测量结果准确可靠。四、附图说明

[0025] 图1是本发明中过热保护装置的结构示意图；

[0026] 图2是本发明中过热保护方法的控制程序流程图。

具体实施方式

[0027] 一种本发明所述的金属比热测量的过热保护装置，包括主控制单元1、加热执行单元2、检测单元3、状态显示警示单元4和输入单元5。

[0028] 主控制单元1接收检查单元3传来的信号，并根据接收信号的特征向加热执行单元3发出控制指令、改变加热状态，同时向状态显示警示单元4发出状态显示指令；主控制单元1还可接收来自输入单元5的输入信息，设定或改变限定的加热温度、和限定的加热时长。检测单元3进行样品温度的检测、超时检测、加热源离开检测、保护罩温度检测，并将检测到的有关信息传给主控制单元1；加热执行单元2，可以控制加热电源的通断，从而控制对样品的加热。状态显示警示单元4，可以显示样品的温度信息、加热状态、控制声音报警器。输入单元5包括简易输入键盘、并利用状态显示单元4进行回显。

[0029] 一种本发明所述的金属比热测量的过热保护方法，该方法循环检测样品温度信号、样品位置信号、样品持续加热时长、保护罩温度，并以此为依据进行过热保护，具体步骤如下：

[0030] 1)预先设定加热温度、持续加热时间、样品位置和保护罩温度；

[0031] 2)检测到样品达到设定加热温度后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定加热温度，则进入步骤3)；

[0032] 3)检测到持续加热时间超过设定持续加热时间后，切断加热电源，并给出警示；样品未达到设定持续加热时间，则进入步骤4)；

[0033] 4)检测样品位置，检测到样品离开加热源后，切断加热电源，防干烧，并给出警示；样品未离开加热源，则进入步骤5)；

[0034] 5)检测保护罩温度，保护罩温度超过设定的保护罩温度，切断加热电源，并给出警示；保护罩温度未超过设定的保护罩温度，则进入步骤6)；

[0035] 6)显示样品信息，并保持原来的加热状态；

[0036] 7)检测是否有新数据输入，没有则回到步骤2)、有新数据输入则回到步骤1)。

[0037] 本发明一旦启动样品加热，依次循环检测“样品是否达到或超过设定温度”、“加热时间是否超过设定时长”，“样品是否离开加热源”，“保护罩是否超温”。如果检测到不符合设定条件的事件发生，立即启动过热保护程序，切断加热电源，停止加热，并利用蜂鸣器、LED闪烁发出报警提示，使系统处于保护状态，防止样品加热过度、加热器干烧。

[0038] 本发明用于对“自然冷却法测量金属比热”实行过热保护，能有效地控制样品加热程度，避免因样品温度过高而造成样品熔化，防止加热器干烧，延长测量仪器的使用寿命，测量结果准确可靠。

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