[發明專利]實驗室智能反應系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201310695468.2
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103706318A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 于廣平;宋琳;吉世明
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院沈陽自動化研究所分所;中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.實驗室智能反應系統，其特征在于：包括反應裝置、自動控制裝置以及中央監控平臺，其中：

所述反應裝置，用于將物料混合進行化學反應實驗；

所述自動控制裝置，用于根據設定的實驗過程參數控制反應裝置的反應過程參數進行實驗；

所述中央監控平臺，用于設定反應裝置的實驗過程參數、監測反應裝置實驗中的參數并對誤操作或危險情況進行報警以及采集反應裝置實驗數據并進行分析；

所述反應裝置與自動控制裝置相連，所述自動控制裝置通過通信接口與中央監控平臺相連。

2.根據權利要求1所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述中央監控平臺包括數據處理器和顯示器，所述數據處理器與顯示器相連。

3.根據權利要求2所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述反應裝置為夾套式反應釜，該夾套式反應釜包括釜體、釜蓋、夾套、攪拌槳、攪拌軸以及攪拌電機，所述釜蓋設置在釜體頂部，并設有進料口、出料口以及探頭安裝口，所述夾套設置在釜體外壁，所述攪拌槳與攪拌軸相連，所述攪拌軸穿過釜蓋后與攪拌電機相連，所述探頭安裝口安裝有溫度探頭，所述溫度探頭通過通信接口與數據處理器相連。

4.根據權利要求3所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述探頭安裝口還安裝有pH探頭、濁度探頭以及粒徑分布探頭，所述pH探頭、濁度探頭以及粒徑分布探頭分別通過通信接口與數據處理器相連。

5.根據權利要求3所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述自動控制裝置包括控制柜，所述控制柜內設有進料流量控制器、攪拌速度控制器以及夾套循環油溫度控制器，所述進料流量控制器、攪拌速度控制器和夾套循環油溫度控制器分別通過通信接口與數據處理器相連，所述攪拌電機與攪拌速度控制器相連，所述溫度探頭通過變送器與夾套循環油溫度控制器相連，其中：

所述進料流量控制器，用于根據設定的進料配比、進料速度和進料順序參數控制物料通過進料口送入釜體；

所述攪拌速度控制器，用于根據設定的攪拌速度參數控制攪拌電機的速度；

所述夾套循環油溫度控制器，用于根據設定的反應溫度和溫度梯度參數控制夾套內油浴溫度。

6.根據權利要求5所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述控制柜內分為上、下兩層，所述進料流量控制器和攪拌速度控制器設置在上層，所述夾套循環油溫度控制器設置在下層。

7.根據權利要求6所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述控制柜內的上層與下層之間設有一隔熱層。

8.根據權利要求5-7任一項所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述控制柜外側設有與進料流量控制器、攪拌速度控制器、夾套循環油溫度控制器相對應的控制指示燈以及顯示屏。

9.根據權利要求2所述的實驗室智能反應系統，其特征在于：所述數據處理器包括實驗設計方法庫、實驗過程參數監控模塊、實驗數據采集模塊、實驗數據分析方法庫以及存儲數據庫；

所述實驗過程參數控制模塊，用于接收設定的實驗過程參數，將設定的實驗過程參數傳輸給自動控制裝置，并監測反應裝置實驗中的參數；

所述實驗數據采集模塊，用于對反應裝置實驗數據進行采集和整理。

10.實驗室智能反應系統的控制方法，其特征在于包括以下步驟：

1)從實驗設計方法庫中選擇適合反應體系的設計方法，并設定進料配比、進料速度、進料順序、攪拌速度、反應溫度、溫度梯度、反應時間的實驗過程參數；

2)將設定的實驗過程參數傳送給實驗過程參數監控模塊；

3)實驗過程參數監控模塊將設定的進料配比、進料速度、進料順序參數傳輸給進料流量控制器，將設定的攪拌速度參數傳輸給攪拌速度控制器，將設定的反應溫度和溫度梯度參數傳輸給夾套循環油溫度控制器，對反應裝置進行智能過程控制；同時，監測反應裝置實驗中的參數，若出現誤操作或危險情況，則進行報警；

4)實驗數據采集模塊對實驗數據進行采集和整理；

5)反應裝置實驗結束后，根據數據采集模塊采集和整理的實驗數據，在實驗數據分析方法庫選擇相應的分析方法進行數據分析，并將數據分析結果被送至存儲數據庫。