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微波化学反应器恒温控制系统的设计与研究
资料介绍
温度是化学反应过程中一个非常重要的参数,许多类型的化学反应都要求在恒温的条件下进行。如果不满足一定的温度条件,化学反应就可能得不到应有的反应结果,所以在化学反应过程中温度必须进行精确控制。
微波化学反应器是一种利用微波加热的化学反应装置,具有加热速度快、加热均匀、选择性加热、可促进化学反应速率等优点,是传统反应装置替代不了的,正越来越广泛地应用于材料、制药、化工、相关实验室科研及教学等领域内的有机合成、萃取及相关场合。
本课题在分析微波功率源工作原理和介绍双向可控硅技术的基础上,设计和实现了一种基于双向可控硅技术、比例和积分系数可变的PID控制算法的微波化学反应器温度控制系统。整个控制系统以ATmega128单片机为硬件核心,通过对微波化学反应器内的反应物温度进行实时采样、处理,并运用比例和积分系数可变的PID控制算法计算出系统控制量,根据控制量过零触发双向可控硅,控制其周期内的导通时间,从而控制微波功率源周期内的微波平均输出功率,最终实现微波对微波化学反应器内反应物的恒温加热。本课题完成了整个控制系统硬件和软件的设计与在线调试,并获得了良好的实验结果,最终实现了在40-150℃范围内的恒温可调,控制精度为±1℃。
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