一种数字控温混水装置的研究

王帆+樊斌+姚庆香

摘要：在巧克力调温机工作过程中，为了确保在巧克力浆料降温过程中能达到精确的结晶温度，文章研究了一种数字智能控温混水装置，产生温度可调节、控温精准的恒温水用于巧克力调温机中。该装置将步进电机驱动的球阀、磁力搅拌机构、温度测量及单片机计算与控制技术相结合，精确调节热水、冷水的混合量，从而得到温度可调节的混合水。研究成果也可以用于其它需要恒温水的场合。本研究结果具有显著的技术进步，有非常好的实际应用价值。

关键词：调温机；混水装置；数字控温；球阀；磁力搅拌

中图分类号：TP212.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0120-01

1 设计方案

1.1 设计方案要求

（1）该控温混水装置包括混水腔体，热水进水控制部件、冷水进水控制部件、恒温水出水控制部件；（2）单片机根据热水进水测温热电偶、冷水进水测温热电偶、恒温水出水测温热电偶所测到的三个温度计算控制；（3）增加混水搅拌使得在进入热水和冷水后腔体水温快速均匀；（4）要求该装置水温控制具备较高精度。

1.2 设计方案的确定

热水进水控制部件包括热水进水控制球阀、热水进水测温热电偶；冷水进水控制部件包括冷水进水控制球阀、冷水进水测温热电偶；恒温水出水控制部件包括恒温水出水控制球阀、恒温水出水测温热电偶。

2 系统设计

2.1 结构设计

圖1为数字控温混水装置结构示意图。

其中：（1）热水进水控制球阀；（2）热水进水测温热电偶；（3）冷水进水测温热电偶；（4）冷水进水控制球阀；（5）混水腔体、（6）混水搅拌子；（7）混水搅拌磁力块；（8）混水出水测温热电偶；（9）混水出水控制球阀。

热水进水管、冷水进水管和混合水出水管联接在混水腔体5上，热水进水测温热电偶2测量所进热水温度，热水进水控制球阀1控制进入混水腔体5的热水量；冷水进水测温热电偶3测量所进冷水温度，冷水进水控制球阀4控制进入混水腔体5的冷水量；混水出水测温热电偶8测量输出混水温度，混水出水控制球阀9控制混水器输出混水量；混水搅拌磁力块7是由电机带动永久磁铁块，控制混水腔体5中的混水搅拌子高速转动，实现使混水腔体5内水温均匀的目的。

图1中混水搅拌磁力块7，是由微电机带动强力磁铁产生旋转磁场来驱动所述混水搅拌子6作圆周循环运动，从而达到搅拌液体的目的，使所述混水腔体5内的液体温度迅速均匀。

2.2 电路系统设计

图2为数字控温混水装置电路系统原理框图。

如图2为数字控温混水装置电路系统原理框图，包括单片机25，单片机处理数据的三个温度数据分别来源于：热水温度传感器21、冷水温度传感器22、混合水温度传感器23，这三个传感器输出电信号经放大、A/D，变换成数字信号进入单片机；单片机计算结果输出控制对象有：磁力块旋转脉冲24、热水球阀驱动27、冷水球阀驱动28、混合水球阀驱动29；另外单片机还控制系统键盘、显示电路26。

3 结语

本文研究的数字控温混水装置，可以输出温度恒定、可调的恒温水，用于巧克力调温机在巧克力结晶点的精确控温，系统中设计了巧妙的混水机械结构、增加了磁力搅拌装置、采用了控制水量的球阀；同时与放大电路板、A/D电路板、球阀驱动电路板、磁力块电机驱动板以及相应的单片机控制程序结合使用。本文所研究的系统具有显著的技术进步，有非常好的实际应用价值，应该会有良好的市场前景。

参考文献

[1]魏强华，高荫榆，何小立.巧克力调温工艺及其发展[J].食品与机械，2003，（1）：16-17.endprint