[發明專利]一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201810079517.2
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108195481A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發明（設計）人: 劉春波;方香玲
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G01K7/20
• 分類號: G01K7/20
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

1.一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置，其特征在于，主要包括：

信號采集模塊、信號放大模塊、信號處理模塊、控制信號輸出模塊、控制信號輸入模塊和通訊模塊；

所述信號采集模塊將采集的溫度信號與自診斷信號傳輸至所述信號放大模塊，所述信號放大模塊將放大后的信號傳輸至信號處理模塊進行信息的再加工處理；

所述控制信號輸入模塊，用于處理與溫度有關的除PT100外的所有輸入信號；

控制信號輸出模塊，用于輸出基于溫度而做出的控制決策信號；

通訊模塊，與所述信號處理模塊進行信息交互，并向人機界面、計算機或它方嵌入式控制器提供通訊信息。

2.根據權利要求1所述的一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置，其特征在于，所述信號采集模塊包括PT100溫度信號模塊和自診斷信號模塊。

3.根據權利要求1所述的一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置，其特征在于，所述信號處理模塊采用的中央處理器是STM32F030；

信號處理模塊通過運行算法代碼來實現保證溫度準確度的校正功能，并將校正參數自動保持在信號處理模塊中，以便輸出和保存。

4.根據權利要求1所述的一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置，其特征在于，所述信號采集模塊和信號放大模塊包括：

鉑熱電阻PT100，所述鉑熱電阻PT100一端連接接線端子J2的3腳的一端，所述鉑熱電阻PT100的另一端均接接線端子J2的2腳和1腳的一端，所述接線端子J2的3腳另一端分別連接電阻R100的一端以及開關K1的1腳，所述接線端子J2的2腳另一端接電阻R14的一端，所述接線端子J2的1腳另一端接地，所述電阻R100另一端接開關K1的2腳，所述開關K1的1腳還分別連接電阻R11以及電阻R15的一端，所述電阻R14的另一端分別連接電阻R12以及電阻R16的一端，所述電阻R11的另一端接U3的3腳，所述U3的3腳產生2.5V電壓，所述U3的2腳接地，所述U3的1腳接滑動變阻器R9的c端，所述滑動變阻器R9的a端連接電阻R10的一端，所述電阻R10的另一端接VCC，所述滑動變阻器R9的b端接地，所述電阻R12的另一端連接電阻R11的另一端，所述電阻R15的另一端分別連接放大器U4的2腳以及電阻R18的一端，所述電阻R18的另一端接地，所述電阻R16另一端分別連接放大器U4的3腳以及電阻R17的一端，所述電阻R17的另一端接放大器U4的1腳，所述放大器U4的4腳分別連接電容C10的一端以及VCC，所述電容C10的另一端接地，所述放大器U4的11腳接地，所述放大器U4的1腳還連接電阻R19的一端，所述電阻R19的另一端分別連接穩壓二極管D2的陰極以及STM32的ADC端，所述穩壓二極管D2的陽極分別連接電容C15的一端以及地，所述電容C15的另一端接STM32的ADC端。

5.根據權利要求1所述的一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量裝置，其特征在于，所述測量裝置還包括電源模塊。

6.一種帶自診斷功能的菌種發酵溫度測量方法，其特征在于，具體包括：

步驟100：采用三線制的電橋測溫法進行測溫，并確定電橋參數；

步驟200：根據實際需求確定溫度范圍來選擇合適的放大倍數后，確定電路中的參數；

步驟300：在代碼中通過算法對裝置進行校正，獲取R_校準和ADC_校準，并消除PT100的線電阻；

步驟400：通過實驗找出溫度的偏差值，并在代碼加入偏移量來T_偏差來校正PT100的測量溫度，從而實現溫度的準確測量。