微波化学反应器恒温控制系统的设计与研究

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1、微波化学反应器恒温控制系统的设计与研究中文摘要中文摘要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

2、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ATmegal28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

3、在40．150。C范围内的恒温可调，控制精度为士1℃。．关键词：微波化学反应器，恒温控制，比例和积分系数可变的PID，双向可控硅作者：孙长岭指导教师：张茂青教授AbstractDesignandResearchonConstanttemperaturecontrolsystemofmicrowavechemicalreactorDesignandResearchonConstanttemperaturecontrolsystemofmicrowavechemicalreactorTemperatureisav

4、eryimportantparameterinchemicalreactionprocess，andmanytypesofchemicalreactionsarerequiredtobeconductedundertheconditionsofconstanttemperature．Iftheyarenotsatisfied，chemicalreactionsmaynotgetthereactionresultsdue，SOthetemperaturemustbepreciselycontrolled．The

5、microwavechemicalreactoriSachemicalreactiondevicethatusesthemicrowaveheating，itscalefactionpossesseshighspeed，smallinertia,selectivity,alsocanpromotetherateofchemicalreaction．Soitcannotbereplacedbytheconventionalchemicalreactiondevice，andbewidelyappliedinth

6、eorganicsynthesize，extractionandcorrelativeoccasioninmaterial，chemicalindustry,pharmacy,labresearch，andcorrelativeteachingfield，andSOon．Inthisthesis，onthebaseofanalyzingtheworkingprincipleofmicrowavepowersourcesandintroducingtwo—waythyristortechnology,desig

7、nedandrealizedthetemperaturecontrolsystemofmicrowavechemicalreactorbasedontwo—waythyristortechnology,PIDcontrolalgorithmofvariableproportionandintegralcoefficient．ThewholecontrolsystemtakestheATmegal28single-chipprocessorascoreofhardware，throughthereal-time

8、sampling，processingtowardstemperatureofreactantswithinmicrowavechemicalreactor,andcalculatetheamountofvolumecontrolledbythesystembyusingPIDcontrolalgorithm，triggeringthetwo—waythyristoraccordingtozero-