数显磁力搅拌器的设计与制作
全悬浮磁力搅拌装置结构设计
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一种多功能磁力搅拌杯设计
一种多功能磁力搅拌杯设计付轶雯;朱登雷【摘要】本文设计了一种多功能磁力搅拌杯,主要给出了其整体结构、自发电机构、磁力搅拌机构、搅拌粒及应急充电等方面的设计方案.该搅拌杯不仅便于清洗,而且无需外接电源或使用电池供电,利用温差发电片将热水的内能转换为电能,从而驱动搅拌的进行.此外,其还能为手机等电子设备提供电能,可作为应急充电的\"充电宝\".【期刊名称】《河南科技》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】3页(P48-50)【关键词】搅拌杯;磁力搅拌;温差发电;应急充电【作者】付轶雯;朱登雷【作者单位】安阳工学院,河南安阳 455000;安阳工学院,河南安阳 455000【正文语种】中文【中图分类】TQ052.5随着生活质量的逐步提高，人们居家或外出时，除了饮水，也会更多地选择口感较好的饮品或具有保健作用的冲剂来丰富味蕾、强身健体。
若饮用冲剂类饮品，通常人们会选择用筷子、吸管、勺子等工具辅助搅拌，或通过摇晃杯子的方式来将饮品混合均匀。
但这些方式存在一定的弊端，如不够卫生、不容易混合均匀、无法溶解杯子底部结块的冲剂，从而导致口感偏淡且造成浪费。
为了解决上述问题，设计带有自动搅拌功能的搅拌杯尤为必要。
1 搅拌杯简介及研究现状分析目前，市面上有需要插电的搅拌杯出售，方便了人们搅拌饮品，但同时也存在一些问题。
比如，其结构一般是在杯底中心部位设转轴，搅拌叶片置于杯内固定在转轴之上，通过搅拌叶片的旋转来搅拌饮品。
但是，此类电动搅拌杯的搅拌叶片无法取出，导致杯子无法彻底清洗；转轴与杯体的连接处需要做密封处理，长期使用容易损坏，导致杯子漏水。
更重要的是，此种搅拌杯需要外部电源供电，人们在户外找不到电源或不好找电源的地方，该搅拌杯就无法使用。
同时，考虑到现在人们使用的手机耗电量大，在户外携带充电宝不方便或充电宝没电时手机也将无法充电，导致通信受阻。
所以，设计一款既能不外接电源就可以搅拌饮品，又能借助热水来产生电能，完成对手机充电的搅拌杯就显得尤为重要。
自制搅拌器
自制搅拌器(调光器版)
1. 调光器100W (选瓦数最小的，千万不用买500W 或是1000W)
2. 12V DC 电脑风扇，最常见的那种8CM 机箱风扇即可。
去掉扇叶
3. 变压器(220V AC 转12V 或是9V 皆可，小颗的就够用了，此处负载很低)
4. 磁性搅拌子
5. 外壳
6. 开关
7. 整流器
8. 100u - 470u 电容一颗
9. 保险丝
10.把强力磁铁（可以从废旧硬盘上拆）粘到风扇上
【线路】
用调光器来做。
调光器是什麽？简而言之，就是调整交流电AC220 的一个装置，各大电料行都买得到。
简而言之，线路从输入的220V AC 交流电看过来就是
连结连结连结连结
110AC ---> 调光器---> 变压器---> 整流器--> 风扇马达
(AC电压调整) (AC电压转换) (变成DC) (驱动风扇马达)
请注意，下图的变压器是18V，实际上我们应该用12V 或是9V 变压器即可。
【注意】电容并联于风扇的+- 端，请注意正负，不然会开花。
【注2】工作状态
配图仅供参考。
数显混凝搅拌器使用说明
数显混凝搅拌器使用说明
嘿，同学们！今天我要给你们讲讲这个超级厉害的数显混凝搅拌器！
你们知道吗？这数显混凝搅拌器就像是一个神奇的魔法盒子，能帮我们完成好多有趣的实验呢！
它长得方方正正的，上面有好多按钮和数字显示。
当我们打开它的时候，就好像打开了一个通往科学世界的大门。
比如说，我们要做一个混凝实验。
老师会先把各种材料放进去，然后我们就可以通过那些按钮来调整搅拌的速度啦。
这速度可重要了，就好比我们跑步，跑得太快会累得喘不过气，跑得太慢又达不到目标，搅拌速度不合适也没法做好实验哟！
我记得有一次实验课，我和同桌小明都特别兴奋。
老师在前面操作着数显混凝搅拌器，我们俩眼睛都不眨一下地盯着。
老师说：“同学们，看好啦，这速度可不能太快，不然材料都飞出来啦！” 我们都哈哈大笑起来。
然后轮到我们自己动手操作啦！我小心翼翼地按下按钮，心里紧张得要命，不停地问小明：“我这样对不对呀？” 小明也一脸认真地看着说：“再慢一点点，对，就是这样！”
这数显混凝搅拌器还有个很厉害的地方，就是它能准确地显示搅拌的时间。
时间一到，“叮”的一声，就好像在说：“小朋友们，实验完成啦！”
有了它，我们做实验变得又准确又有趣。
它就像我们的好伙伴，陪着我们在科学的海洋里探索。
你们说，这么厉害的数显混凝搅拌器，难道不值得我们好好研究和使用吗？反正我觉得它太棒啦，是我们探索科学世界的好帮手！。
小型磁力传动搅拌釜的设计与应用
小型磁力传动搅拌釜的设计与应用发布时间：2021-06-07T16:28:08.723Z 来源：《基层建设》2021年第5期作者：陈永强[导读] 摘要：反应釜是化学工业上常用的设备。
身份证号码：44078119840909XXXX摘要：反应釜是化学工业上常用的设备。
磁力驱动搅拌反应釜是将磁力传动技术应用于搅拌反应釜的一-种新型设备，是机械密封和填料密封反应釜的全新替代产品。
它可以将传动搅拌装置的动力输出部分和动力输入部分完全隔离开来，从根本.上解决了搅拌轴的动密封结构所存在的泄露问题，使釜内处于全封闭状态，达到搅拌反应过程无泄漏的目的。
本文介绍了反应釜的设计，针对轴封采用磁力传动密封的特殊结构，指出了在设计和制造中应注意的问题。
关键词：搅拌釜；磁力传动；结构设计引言丙烯酰胺、甲基磺酸是一种用途极为广泛的精细化工原料，它广泛用于水处理、造纸、纤维、石油开采和涂料等工业领域。
AMPS合成实验采用丙烯腈和异丁烯为原料，以100%浓硫酸作催化剂，在搅拌釜中反应后经过滤和干燥而得样品。
原反应釜轴封采用机械密封，即使在负压下操作，丙烯腈也泄漏严重，空气中丙烯腈含量高达50×10-6，超过国家有关规定（最大浓度为20×10-6），对人体造成直接危害。
此外，设备筒体上的接管中存在的积液由于过热而变质，使实验准确性受到影响；所用搅拌器在实验中不能灵活改变成所需的形式，因此搅拌效果不理想。
为了解决上述问题，笔者设计和制造了一台带搅拌的磁力传动反应釜。
一、磁力搅拌反应釜概述早在20世纪30年代，人们已经对磁力驱动技术在搅拌釜中的应用问题进行了探讨和展望。
到了40年代已出现简易的磁力驱动搅拌器，这种简单的搅拌器是用一个玻璃器皿，在其底部的外侧装有永磁元件，器皿底部放有一个磁性金属棒，当外部永磁元件进行旋转时，即可带动金属棒旋转，从而达到了搅拌介质的作用。
20世纪70年代随着磁性材料的发展，国际上对磁力驱动技术的研究引起了重视，80年代初德、日等国家相继报道研制出了小型磁力驱动搅拌反应釜。
如何制作一个简易的磁力搅拌器？
如何制作一个简易的磁力搅拌器？
下面我们逐步为您详细解释制作方法。
这是磁力搅拌器的样子，把装在烧杯里的液体放在上面，通电以后就会自动搅拌。
这种装置的原理非常简单，就是一个电动机，带动一块磁铁旋转。
烧杯液体里放一个磁性搅拌棒，搅拌棒随着下面的磁铁一起旋转，就起到了搅拌作用。
给支架打孔用的是台钻，孔里穿上螺丝杆，好固定支架。
电动机是拆的不用的CD机上的。
就是类似的小电动机。
容纳电动机的圆孔是用扁钻钻出来的，钻大孔都用这种钻头。
容纳开关和小电源插座的方形槽是先用钻头打孔，再用凿子修整出来的。
这个老外没有铣刀，否则可以直接铣出槽来。
他用的小电源插座是废旧CD机上拆下来的音频插座。
他用的直流电源，也焊接了音频插头，好配合上面用到的插座。
注意这不是专门的电源插头。
磁铁是从废旧硬盘上拆下来的。
手里拿的那个黑色的东东就是搅拌棒。
因为搅拌棒经常要放进化学液体里，所以不是简单的铁棒，而是外面包裹了特氟龙塑料。
磁力搅拌器课件PPT
工作原理
工作原理
磁力搅拌器通过磁场力驱动搅拌棒旋 转，带动容器内的液体或固体物质进 行旋转、振动或往复运动，从而实现 混合、分散或溶解等操作。
磁场产生
磁力搅拌器通常采用直流或交流电源 产生磁场，磁场强度和方向可以通过 调节电源参数进行控制。
。
在生物实验中的应用
细胞培养
磁力搅拌器可用于细胞培养，提供恒 定的搅拌环境，促进细胞生长和繁殖。
生物分子提取
磁力搅拌器可用于提取生物分子，如 蛋白质、核酸等，提高提取效率和纯 度。
生物反应
磁力搅拌器可用于促进生物反应，如 酶促反应、发酵反应等，提高反应效 率和产物产量。
辅助生物分析
磁力搅拌器可用于辅助生物分析，如 免疫分析、核酸检测等，提高分析的 准确性和灵敏度。
06
磁力搅拌器的实验案例
实验一：化学反应中的磁力搅拌效果
总结词
探究磁力搅拌对化学反应速率的影响
详细描述
通过对比实验，研究在相同条件下，使用磁力搅拌器与手动搅拌方法对化学反 应速率的影响，分析磁力搅拌在提高反应效率方面的作用。
实验二：生物培养中的磁力搅拌应用
总结词
验证磁力搅拌在生物培养中的优势
详细描述
混合化学试剂
磁力搅拌器可用于混合化学试 剂，提高化学反应的均匀性和
效率。
促进化学反应
通过磁力搅拌器的搅拌作用， 可以促进化学反应的进行，提 高产物的纯度和产量。
加速结晶过程
在结晶过程中，磁力搅拌器可 以增加结晶速度和晶体质量。
辅助化学分析
磁力搅拌器可用于辅助化学分 析，如光度分析、色谱分析等 ，提高分析的准确性和稳定性
四联数显恒温磁力搅拌器恒温磁力搅拌器磁力搅拌器
四联数显恒温磁力搅拌器恒温磁力搅拌器磁力搅拌器型号：HAD-HJ-4A四联数显恒温磁力加热搅拌器简介四联数显恒温磁力加热搅拌器广泛用于各大中院校、环保、科研、卫生、防疫、石油、冶金、化工、医疗等单位，根据广大用户要求设计有二连、四连、六连等多连可加热搅拌恒温控制。
使广大用户多个样品同时得到相应效果和数据。
本仪器性能好，噪声低、搅拌效果显著，是实验室化验人员理想必备的工具。
二、四联数显恒温磁力搅拌器性能1、电源电压：220V ±10% 50HZ2、搅拌功率：单个电机25W*43、加热功率：单个热丝最高150W*44、转速：最高1600转/分三、四联数显恒温磁力加热搅拌器使用方法当用本仪器时，首先请检查随整机配件是否齐全，然后按顺序先装好夹具，把所需搅拌的烧杯放在镀烙盘正中，加入溶液把搅拌子放在烧杯溶液中，然后先插上仪器接插的电源插头，再接通电源打开电源调速开关，显示器从99.9演变到仪器容器内实际温度，按“SET"键，使显示器小数点右位的数码管闪烁，此时设定所需的预置温度，按▲增数，按▼减数。
再按“SET"键，数据显示为仪器容器内实际温度。
如果仪器内容器温度与显示的温度明显不符，作如下的调整：长按“SET"键，当出现显示为“E 1.5"松开(E 1.5为提前量控制，出厂前已调整好，请勿自行调整)，再按“SET"键，出现数字显示(此时没有任何英文字母)，按▲增加温度，按▼减少温度(举例：如仪器容器内实际温度大于显示的温度，则需▲两者的偏差)，校准为止。
再一次按“SET"键，显示为“P 2.0"( P 2.0为比例带，出厂前已调整好，请勿自行调整)。
再按“SET"即显示仪器容器内温度。
“OUT"灯亮表示预置温度高于仪器内温度，处于加热状态。
调速是由低速逐步调至高速，不允许高速档直接启动，以免搅拌子不同步，引起跳动。
搅拌器设计说明书
摘要瓦斯是煤矿生产中的很难管理控制的一种危险隐患，同时也是一种能源及化工资源。
为了做好瓦斯抽放，搞好瓦斯的防治工作，提高瓦斯的资源利用率。
所以，必须再瓦斯抽放过程中确保无瓦斯泄漏，务必把抽放钻孔封堵完备。
这就需要使用封填材料，而此材料是一种混合浆液，需要用搅拌设备将其搅拌均匀。
而搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。
在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。
搅拌操作看来似乎间单，单实际上，它所涉及的因素却极为复杂。
本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容，阐述了搅拌器的运动及其动力装置。
通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参与，从而对小型搅拌器的设计加以综述。
关键词：传动装置搅拌桨叶支撑装置风动马达轴封AbstractGas drill holes sealing system mixing part of the design and analysisThe gas is difficult to manage in the coal mine production control of a dangerous hidden, And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. And also a kind of energy and chemical resources. In order to carry gas drainage , improve the prevention and control of the gas , improve the utilization of gas resources. The operation of mix round looks as if simpleness, but actually, the ingredient it involved are plaguy of small pulsator design, and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of pulsator. Overpass describe the basic fixture of pulastor and consult its basic employment principle. Function and operation, thereby summarize the design of small pulsator.Key word: gearing mixing blades bearing device pneumatic motor shaft seal目录摘要 (I)Abstract (II)前言 (1)1搅拌器的发展史及其现状 (4)1.1 搅拌器的主要类型及其发展概况 (4)1.2 搅拌器的工作原理 (7)1.3 搅拌器的类型 (7)1.4 搅拌器的适应条件和构造 (8)1.4.1 搅拌器的使用条件 (8)1.4.2 搅拌器的构造 (8)1.5 本课题的设计思路 (9)2拌容器的设计 (9)2.1 搅拌容器的设计思路 (9)2.2 总体设计方案 (10)2.3 搅拌器部件的设计计算 (11)2.3.1 搅拌筒体及夹套设计 (11)2.3.2 确定筒体和封头 (12)2.3.3 确定筒体和封头直径 (12)2.3.4 计算传热面积 (13)2.3.5 筒体及夹套的强度计算 (14)2.3.6 选择设备材料，确定设计压力 (14)2.3.7 选择材料，确定设计压力 (14)2.3.8 设计筒体的筒体壁厚 (16)2.3.9 筒体的封头壁厚计算 (17)3 搅拌轴的结构与材料以及轴承选择校核 (18)3.1 轴的结构 (18)3.2 轴的材料 (18)3.3 搅拌轴的计算 (18)3.3.1 搅拌功率的计算 (19)3.3.2 搅拌轴直径的计算 (19)3.3.3 搅拌轴的临界转速 (20)3.4 搅拌轴的形位公差和表面粗糙度要求 (21)3.5 轴承的选择 (21)3.6 轴承的校核 (21)4 搅拌器及传动装置的设计及计算 (22)4.1 概述 (22)4.2 电机的选择 (23)4.3 减速器的选择 (23)4.4 机架和联轴器的选择 (24)4.4.1机架的选择 (24)4.4.2 联轴器的选择 (25)4.5 轴封的选择 (27)4.5.1 填料的选择 (27)4.5.2 填料箱的选择 (27)4.6 凸缘法兰及安装底盖的设计 (28)4.6.1 凸缘法兰 (28)4.6.2 安装底盖 (29)5 搅拌装置设计 (30)5.1 反应釜搅拌装置论述 (30)5.2 搅拌器的选型与直径的确定设计 (31)5.3 反应釜内挡板设计 (32)6.设备接口 (33)6.1 接管与管法兰的选择 (33)6.2 垫片的选择 (34)6.3 视镜的选择 (34)7. 支座的选择与计算 (34)7.1 支座的选择 (34)总结 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
磁力搅拌反应釜设计
磁力传动搅拌反应釜的设计１．２．１国外磁力搅拌釜研究现状德、英、日、美等国对磁力传动技术研究较早，最早的磁力传动搅拌釜产品出现在上世纪６０年代初期，当时联邦德国已经研制出了小型磁力搅拌反应釜的实验装置，随后的７０年代，美国，日本等国相继有此类产品出现。
德、英、日、美等国家，在磁力传动技术方面发展速度最快，磁力驱动泵是最早应用磁力传动技术的领域。
上世纪４０年代，英国人第一次利用磁力传动技术解决了危险．性介质的泄漏问题，但是在以后的３０多年里，由于磁性材料发展十分缓慢的原因，磁力驱动技术发展也十分缓慢，直到１９８３年钕铁硼（ＮｄＦｅＢ）的出现，这种高性能永磁材料为磁力驱动搅拌釜的快速发展提供了理想的材料１２｜。
２０世纪末，美国ＭａｇｎａＤｒｉｖｅ公司利用磁力传动技术完成了对风机水泵旋转负载调速，大大提高了传递功率和效率，降低了系统的运行费用。
由以上分析可知，磁力传动技术开始只应用于磁力泵和搅拌釜上，经过近一个世纪的不断完善和发展，国外磁力传动技术己是越来越成熟，应用范围也扩展到工业的各个领域。
自磁力传动反应釜上世纪３０年代出现以来，各发达国家很多公司都在生产和研究此类产品。
经过几十年的发展，现在市场上已经有一批技术成熟的产品。
如美国Ｐａｒｒ公司研制生产的系列反应釜产品。
图１．４ｐａｒｒ公司产品Ｆｉ９１．４Ｐａｒｒ’Ｓｐｒｏｄｕｃｔ如图１．４是该公司生产的ｓｅｒｉｅｓ４５２０１ＬＧｅｎｅｒａｌｐｕｒｐｏｓｅｂｅｎｃｈｔｏｐｒｅａｃｔｏｒｓ磁力搅拌反应釜，将高性能磁力材料与先进磁耦合技术设计相结合，具有高扭矩、长寿命、高温高压下密封性好的优势，釜盖与釜体的连接结构采用省力快开的结构，更省力、更４磁力传动搅拌反应釜的设ｔ对承压元件简体（厚壁圆筒）、封头及釜盖的开孔应力集中问题进行应力及变形分析。
然后，对釜体进行了设计。
根据釜体的工作环境要求，合理地选择釜体各元件的材料，并依据上述的应力及变形分析，选择相应的设计准则，确定筒体及封头的几何参数。
搅拌机的设计
摘要搅拌设备使用历史悠久，应用范围广,大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、冶金等行业中。
搅拌设备可以从各种不同角度进行分类,如按照搅拌装置的安装形式简单分为立式和卧式，其中卧式主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置。
本课题在国内外搅拌器的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌和振动排料功能的卧式搅拌器结构设计方案以进行用于食品工业的面粉搅拌操作.该卧式搅拌器具有两条传动系统,第一条主传动系统采用V带和齿轮传动实现搅拌操作，第二条传动系统采用多楔带和凸轮组合传动实现搅拌箱体的振动运动.本文对卧式搅拌器的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用PRO/ENGINEER对搅拌器结构进行三维建模和运动仿真，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；然后,对设计零件进行了分析校核，保证搅拌器的可靠运行。
关键词：卧式搅拌器;混合设备;面粉加工;食品工业ABSTRACTMixing equipment has been used long time ago, and applied widely in the traditional processing industry such as chemical，petrochemical，light industry, medical industry，food, mining, papermaking，metallurgy and so on. Mixing equipment can be classified by many means。
Horizontal type and vertical type can be classified according to the shaft seal’s fixing method。
Of the two type，the horizontal type means both the tank's axes and the shaft's spin axis are horizontal。
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可媲美IKA搅拌器的自制磁力搅拌器一、设备效果展示
二、设备组成分析
1.磁铁
2.电机
3.配套电机驱动器
4.电源
5.电位器
6.插头
7.电源插线
8.云母片
9.设备外壳10.电气附件（电线，接头等）
三、具体技术参数
1.磁铁：材质：钐钴磁铁（耐温80℃，5400高斯，越高越好），厂家定制。
2.电机：直流无刷电机，57BL02 (某宝采购，注意要求卖家轴端顶部向下钻一个M4深度8mm的螺纹孔)
3.配套电机驱动器：（某宝采购）
4.电源24V开关电源输出35W
5.电位器直流无刷电机专用调速器10K电位器调速
6.插头
7.电源插线电器盒厂家配套做好。
8.设备外壳长宽高：200*150*120mm 顶部开四个螺纹孔，固定电机，侧边开一个电位器安装孔直径12mm的圆孔，厂家配套安装好电源进线接口插件。
9.电气附件（电线，接头等）
10.电气接线图
11.磁铁罩子，可以用一个圆烧杯罩在磁铁上方，用胶水固定即可。
四、组装
组装还是挺容易的，有不懂的可以联系文章作者哦，免费提供技术支持哦。
五、软件调试
无。
六、说明
以上实物磁力搅拌效果经过和IKA设备对比，效果相当，基本无差别，不做电机声音稍微大点而已，其他无异样。
磁力搅拌器说明书
智能恒温磁力搅拌器使用说明本磁力搅拌器外壳铝合金压铸，微处理器控制，按键操作，具有转速数显、温度数显、定时等功能，两个数码显示窗，可同时显示搅拌转速和液体温度，经切换也可同时显示定时剩余时间和加热盘温度，三相无刷直流电机驱动，调速比大，转速平稳，搅拌力强，加热盘温度由微处理器根据不同的需要自动调节，控温精确。
一、主要技术性能电源：AC220V ±10% 50/60Hz 加热功率：600W 加热盘尺寸：φ145mm电机功率：15W 安全温度：350℃内可调定时范围：1~9999钟搅拌量：10000ml（H2O）控温范围（外接传感器）：室温~300℃主机重量：2.7kg 转速：50~1500r/min 控温精度：±0.5℃（1L以内）外形尺寸：280×160×90（㎜）二、操作面板1、数码显示窗：左显示窗，在待机状态下，显示加热盘温度以提醒使用者能否触及，在工作状态时，可切换显示液体温度和加热盘温度，右显示窗，显示搅拌转速和定时时间。
2、指示灯：在显示窗的两侧，有转速、时间、温度、炉温四个功能指示灯和升温工作指示灯，还有搅拌、加热两个工作指示灯。
功能指示灯，指示数码表示何种含义，工作指示灯指示工作和停止状态，如升温指示灯亮时，加热盘上电，搅拌指示灯亮时，搅拌器功能启动……3、按键：设置键用于设置和切换，上升键和下降键用于修改设置数值，搅拌键用于搅拌启动和停止，加热键用于加热启动和停止.三、使用1、使用前先把电源线和温度传感器插入机后的相应插孔内，然后将搅拌器放置平稳，把烧杯置于加热盘正中，烧杯中放入搅拌子一个，温度传感器插入烧杯液体，必要时固定在支架上，接上电源，开启电源开关（电源开关设在面板左下侧），转速和炉温指示灯亮，右显示窗显示出厂设定的转速（或上次使用时的设定转速），左显示窗显示实时的加热盘温度。
2、设置：使用时，用户根据需求对搅拌转速和温度等进行设定，按设置键，使右显示窗数字跳动，按上升或下降键设定需要的搅拌转速，再按一下设置键，时间指示灯亮，同样方法设定需定时的时间，（如不需要定时，可设定为“0”），再按一下设置键，炉温指示灯亮，左显示窗显示350（出厂设定加热盘温度），无特殊情况，不用再设定（注），再按一下设置键，温度指示灯亮，左显示窗显示出厂设定液体温度（或上次使用时的设定温度），用上述同样方法设定液体温度，再按一下设置键，左显示窗显示001或002并跳动（按上升键或下降键可切换）。
数显磁力搅拌器原理
数显磁力搅拌器原理
数显磁力搅拌器是一种用于搅拌液体的设备，它采用了磁力驱动的原理。
磁力搅拌器的主要部分包括搅拌器、磁力驱动器和外部磁铁。
磁力驱动器由电机、磁铁和电子控制器组成，它将电能转换为磁能，通过磁力将搅拌器上的磁子吸附到外部磁铁上，从而实现搅拌的目的。
数显磁力搅拌器通过数码显示器显示搅拌器的转速、时间等参数，并可通过控制器进行调节和控制。
数显磁力搅拌器具有搅拌速度平稳、噪音小、容易控制等优点，广泛应用于医药、化学、生物等领域。
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编号毕业设计（论文）题目数显磁力搅拌器的设计与制作二级学院应用技术学院专业电气工程及其自动化（电力拖动方向）班级112217402学生姓名李中志学号11221740223指导教师邱宇职称副教授时间目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2开发背景 (1)1.3选题意义 (2)1.4本文的主要内容 (2)2系统总体设计 (3)2.1系统总方案讨论 (3)2.1.1 控制系统方案选择 (3)2.1.2搅拌子驱动方式选择 (5)2.2主要芯片选型 (6)2.2.1STC15W4K32S4的主要特性 (6)2.2.2 选择STC15W4K32S4的原因 (7)3硬件电路组成 (9)3.1转速检测回路及方案论证 (9)3.2温度检测回路 (11)3.3按键电路 (11)3.4显示电路 (13)3.5单片机及电机供电电源设计 (13)3.5.1 元器件的选型 (14)4 硬件电路设计 (15)4.2H桥原理 (16)4.3系统的硬件电路的设计与分析 (16)4.4H桥的驱动电路设计方案 (17)4.5主电路设计 (19)5机械结构设计 (20)5.1机械结构部件组成 (20)5.2机械结构总体装配图 (21)6系统软件程序设计 (22)6.1主程序及系统初始化模块 (22)6.2变量定义 (23)6.3按键控制部分 (23)6.4温度检测部分 (24)6.5显示控制部分 (25)6.6定时器部分 (25)6.7PWM部分 (25)7系统调试 (27)7.1显示电路 (27)7.2电机部分 (28)7.3A/D部分 (28)7.4按键部分 (29)7.5温度部分 (29)7.6PWM部分 (30)7.7转速部分 (30)9 致谢 (33)参考文献 (34)附录1实物样机 (36)附录2 程序清单 (38)摘要数显磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，其主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。
磁力搅拌器的工作原理遵循磁的库仑定律，即两个相隔一定距离的磁体,由于磁磁场的感应效应，它们不需要任何传统机械构件,通过磁体的耦合力，就能把功率从一个磁体传递到另外一个磁体，构成一个非接触传递扭矩机构。
因此，本设计对数显磁力搅拌器进行了研究。
直流电机作为外部旋转磁场的动力来源，也是目前最常用的手段和方法。
对电机的启动、停止和速度调节控制是实现良好搅拌的关键，本设计采用脉宽调制控制电机电枢电压的通断时间来调节电机的转速，并通过光电门传感器检测电机的转速。
STC15W4K32S4是本次设计的控制核心，DS18B20温度传感器是本次设计液体检测工具。
LCD12864显示屏作为本次设计的显示核心，它能够将搅拌器的实时工作状态进行快速有效的反馈给操作者。
关键词：磁力搅拌器；直流电机；H桥；PWM脉宽调制；DS18B20温度传感器AbstractDigital magnetic stirrer is used for liquid mixture of laboratory equipment, mainly used for mixing or heating and mixing of low viscosity liquid or solid-liquid mixture. The working principle of magnetic stirrer follow magnetic coulomb's law, namely two magnets at intervals, due to the induction effect of magnetic field, they do not need any traditional mechanical components, through the bonding force of magnets, can make the power transmitted from a magnet to another magnet, constitute a non-contact transmission torque mechanism. Based on this, the design of digital magnetic stirrer were studied.DC motor as the power source of the external rotating magnetic field, but also the most commonly used means and methods. Of motor start, stop and speed control is the key to the realization of the well stirred, this design adopts the pulse width modulation control on-off time of the motor armature voltage to adjust the motor speed, and through the photoelectric door sensor measuring motor speed. STC15W4K32S4 is the design of the control core. DS18B20 temperature sensor is the design of the liquid testing tool. LCD12864 display as the core of this design, it can be the blender of the real-time operating status of fast and effective feedback to theoperator.Key words: Magnetic stirrer；DC motor；H-bridge；PWM pulse width modulation；DS18B20 temperature sensor1绪论1.1课题背景磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。
磁力搅拌器的工作原理遵循同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的原理，即两个相隔一定距离的磁体，由于磁场的感应效应，它们不需要任何传统机械结构连接，仅通过磁体的耦合力，就能把功率从一个磁体传递到另外一个磁体，构成一个非接触传递扭矩机构[1]。
工作时通过直流电机带动外部永久磁体进行转动，同时通过磁场耦合原理驱动液体容器内的带磁性的搅拌子进行旋转运动，从而实现将外部旋转动力传递到液体容器内部里的搅拌子，继而实现对高压容器中的液体进行搅拌。
因而在工程应用中可实现静密封、耐高压、无泄漏搅拌的目的。
配合加热温度控制系统，可以实现不同实验的加热要求并控制搅拌液体的温度，维持实验条件所需的温度条件，从而保证液体混合达到实验需求。
电机作为外部旋转磁场的动力来源，对电机的启动、停止和速度调节控制是实现良好搅拌的关键。
在小型磁力搅拌器中，通常采用直流电机带动外部磁体旋转形成旋转磁场。
随着电力电子技术的发展，对磁力搅拌器的调速逐步从模拟电路实现转变成数字电路，尤其是近几年来单片机技术的成熟及普及，使得磁力搅拌器功能更加多样化，控制技术更加智能化，操作使用更加人性化。
1.2开发背景随着各行各业加工工艺的要求提高，传统的桨式搅拌器不能满足现代工艺的要求，必须采用更加先进的磁力搅拌方式。
磁力搅拌器依靠同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引的原理，让放在容器里的搅拌子实现无轴旋转，从而带动容器里的液体转动实现搅拌的目的。
由于它采用无轴驱动，在许多场合下都能将需要搅拌的液体做到密封，使之不发生泄漏或溢出。
所以它能够适应搅拌要求非常苛刻的环境，如搅拌有毒，易燃，易爆等化学物质。
如果采用传统搅拌器搅拌以上物质，由于受传动装置的限制不能将搅拌液体做到密封，很有可能会造成有毒、有强腐蚀性的液体溢出，还有可能会将机械传动装置给腐蚀掉，造成实验器材的损坏。
因此，本设计在不改变搅拌器驱动电机的电压下采用脉宽调制（PWM）控制电机电枢电压通断的时间来控制电机的转速，从而通过磁力耦合原理控制搅拌子旋转达到调速的目的。
1.3选题意义在磁力搅拌器使用上，磁力搅拌技术对各个领域发挥着不可或缺的作用，随着科学技术的发展和改进，更使磁力搅拌器的使用范围得到进一步的扩展，特别是在搅拌有强腐蚀性等常规搅拌器无法搅拌的物质上更能体现出非常可观的优势；在控制系统上，由于需要直流电机旋转带动永久磁铁从而驱动放在液体里面的搅拌子，所以对电机的控制是磁力搅拌器最实质的东西，这个课题的核心问题最终归结于PWM脉宽调制上，PWM脉宽调制在多个领域都有运用，比如灯光的亮度调节，交直流电机的调速等；在市场需求上，由于传统搅拌器不能满足现代加工工艺的需求，从而触发了人们开拓使用磁力搅拌器或者研究更加智能化搅拌器的市场。
为了进一步探讨及解决这些问题，我选择了数显磁力搅拌器这个课题。
1.4本文的主要内容本次设计通过改变加有电压的滑动变阻器阻值,从而通过单片机自带的A/D端口将其实时电压值读回并存储于单片机内部相应的寄存器中，在输出PWM波时将其调用并与电压最大值进行相除得出PWM的占空比,然后通过单片机的PWM端口输出任意占空比的PWM波,从而控制电枢电压在一定时间范围内的平均值大小以达到数显磁力搅拌器的平稳调速。
按键控制搅拌器的正转和反转，温度传感器传回搅拌液体温度，并通过液晶显示屏进行实时显示搅拌器的工作状态。
本文主要从控制系统方案的选择，机械结构的设计，硬件的设计，软件设计及调试等几个方面阐述了数显磁力搅拌器，着重论述了调试过程中在硬件及软件上遇到的各种问题并提出了相应的解决方案。
2系统总体设计2.1系统总方案讨论2.1.1 控制系统方案选择方案一：模拟式脉宽调制调速[2]。
通过555定时器的无稳态模式产生脉宽可调的PWM波，其波形占空比通过调整滑动变阻器而改变。
再将其调制完成的PWM 波通过驱动电路及功放电路最后调节电机一端的电位，通过改变加在电机两端的电压来对其电机调速。
其原理图如下：图2.1方案一系统结构随着单片机控制技术的发展，对电机的调速控制一般采用单片机作为控制器的数字电路已成为主流，目前运用单片机输出PWM波对直流电机进行调速的方案有以下两种方式：方案二：数字式脉宽调制型非线性DC/DC开关变换[3]。
该方案由单片机产生PWM波通过DC/DC转换器将其电压幅度成倍的转换成搅拌器的额定工作电压，其占空比没有发生任何改变，所以此方案也常被人们采用。