[發明專利]一種批量樣品實驗裝置的控制系統

有效

• 申請號: 201010563610.4
• 申請日: 2010-11-24
• 公開（公告）號: CN102478791A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 于強
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: G05B19/04
• 分類號: G05B19/04
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;高宇

技術領域

本發明涉及大批量樣品實驗裝置的控制系統，具體涉及一種批量樣品實驗裝置的控制系統。

背景技術

目前我國的的批量樣品實驗裝置控制系統，已經不能滿足我國未來空間材料科學實驗的要求，具體表現在：

●一次最多只能夠控制6只樣品的加工。

●只能夠使用PID這一種溫度控制方式，而且是單溫區控制。

●只能夠控制兩只電機的運行。

●不具備遙操作功能。

它用于神舟3號飛船上進行空間材料科學實驗。

發明內容

本發明的目的在于，為克服目前批量樣品實驗裝置的控制系統存在的不足，從而提供一種批量樣品實驗裝置的控制系統。

為實現上述發明目的，本發明提出一種批量樣品實驗裝置的控制系統，其特征在于，所述的控制系統包含：模擬信號輸入單元、開關信號輸入單元、脈沖信號輸入單元、電機控制單元、溫度控制單元、系統控制單元、通訊單元和電源單元；

所述的模擬信號輸入單元與系統控制單元相連，用于將采集的實驗裝置中的各種模擬信號輸送至系統控制單元；

所述的開關信號輸入單元與系統控制單元相連，用于將輸入限位開關輸出的限位信號輸送至系統控制單元；

所述的脈沖信號輸入單元與系統控制單元相連，用于接受輸入脈沖信號并計數脈沖個數獲得樣品的位置信息將位置信息輸送至系統控制單元；

所述的電機控制單元包含一個脈沖源、一個環形分配器和電機驅動器且該單元與系統控制單元相連，用于接受系統控制單元輸出的指令從而控制步進電機的運動過程；電機驅動器用于驅動電機的運行。電機驅動器與控制單元之間有光電隔離器，用于防止電機對控制單元的干擾；

所述的溫度控制單元與系統控制單元相連，用于接受系統控制單元的輸出信號調節批量樣品實驗裝置中晶體生長爐的溫度，該單元包含：

溫度信號輸入模塊，該模塊采集多路溫度傳感器的輸出信號，并去除該信號上的干擾，將該信號進行濾波，獲得真實的溫度信息。

控制算法模塊，該模塊使用最適合于該溫度控制系統的控制算法，通過調節加熱的功率，控制溫度的穩定性，使溫度的上下波動在小于0.05％的范圍內；

加熱器驅動模塊，該模塊調節供給加熱器的功率，使加熱器能夠有足夠的加熱能量，使爐膛內溫度達到所希望的設定值，并保持穩定；加熱驅動模塊與控制單元之間有光電隔離器，用于放止加熱電流對控制系統的干擾；

所述的通訊單元與系統控制單元互連實現與上級系統之間的雙向通信；

所述的限位開關輸入信號與控制單元之間采用隔離手段以避免限位開關輸入信號對系統控制單元和模擬信號輸入單元的干擾；所述的模擬信號輸入單元由若干塊信號輸入板組成，信號輸入板上設有標準的接口；

其中，所述的批量樣品的實驗裝置包括：樣品庫、多維運動機構、加熱爐；

所述的多維運動機構包括手體垂直支架和水平絲杠，實現機械手的垂直和水平運動、手體抓取樣品安瓿和放開樣品安瓿、樣品庫的前后運動、爐子的前后運動；

所述的樣品庫和加熱爐設置在同一垂直位置，該裝置的上下兩側安裝有兩個樣品庫，加熱爐設置在兩個樣品庫之間；

其特征在于，

該裝置還包括樣品鎖緊機構，包括同軸設置的鎖緊螺芯、夾緊倉鎖緊母和夾緊倉；所述的夾緊倉呈圓筒狀，用于容納樣品安瓿；該夾緊倉的一端設有鎖緊稍面；所述的鎖緊螺芯包括兩段內徑不同的圓筒，其中，一段的內徑和夾緊倉的內徑相同，另一段的內徑較大，其與樣品安瓿之間形成空隙，用于容納機械手；鎖緊螺芯和夾緊倉之間使用可轉動的固定連接；所述的夾緊倉鎖緊母固定設置，套設于鎖緊螺芯和夾緊倉的結合部，其一端的內部配合夾緊倉的鎖緊稍面設置有斜面；