專利名稱：一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制器，尤其是涉及一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器。
背景技術：
從高壓脈沖電場(Pulsed Electric Fields, PEF)殺菌技術誕生以來，人們對PEF技術進行了大量的殺菌試驗。表明PEF殺菌能有效殺死酵母菌、霉菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌等果蔬汁、牛奶、紅酒等液體食品中常見的微生物。因而，自2000年以來，PEF技術是成為全球備受矚目的非熱殺菌技術。我國的水果、蔬菜產量一直居世界前列，然而落后的殺菌技術使其產品深加工程度不高，因而缺乏競爭力。若能將PEF殺菌技術應用到其中，不僅效果好、成本低，而且綠色節能，非常適合我國國情。良好的PEF殺菌設備是PEF殺菌技術得以應用的前提。國內對PEF殺菌設備的研究還處于實驗室階段，與研究PEF殺菌技術起步較早的國家相比，還相當落后。但是國外的PEF殺菌設備通常價格昂貴，需要幾十到上百萬美元，處理量越大價格越高，這無論對中國的研究單位還是使用企業都是一筆不小的費用。另一方面若依賴于進口，將無法得到詳細的操作指導和有效溝通，使用者很大程度上需自己摸索。因此設計具有中國自主知識產權的、具備向未來PEF工業化應用過渡要求的的高壓脈沖殺菌設備成為目前國內應用與推廣PEF殺菌技術需要解決的首要難題。高壓脈沖電場殺菌的控制器是PEF殺菌系統中非常重要的一環，若控制器出故障將導致其他環節出現故障。另一方面，市場上各種微處理器層出不窮，功能和特長都不盡相同，如何選擇處理器來構建安全、可靠、高效的PEF殺菌控制系統，也是非常重要的。DSP具有高速數字處理能力，是用于發射PEF殺菌的控制脈沖的最佳選擇，但少將其用于液晶顯示；單片機處理速度慢，但能進行基本的采集、通信、顯示、控制等操作。如果能將二者結合使用，則可優勢互補，即可快速的發射脈沖，又能良好的顯示和控制。
發明內容
本發明的目的在于提供一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器。利用該控制器，能夠通過嵌入式的控制方式，實時監視被測樣品的溫度與流速，同時能夠把被測值與高壓脈沖電場殺菌所需要的參數值，如脈沖寬度、頻率等，進行存儲；還可通過在按鍵操作設定殺菌所需的脈沖寬度和頻率的數值。為實現上述目的，本發明采用的技術方案是
本發明包括單片機工作電路、液晶顯示電路、溫度采集電路、蠕動泵控制電路、按鍵控制電路、語音提示電路、電平轉換電路、DSP工作電路、數據存儲電路；其中液晶顯示電路、溫度采集電路、蠕動泵控制電路、按鍵控制電路、語音提示電路、電平轉換電路分別與單片機工作電路相連接，DSP工作電路分別與電平轉換電路和數據存儲電路相連接。所述的單片機工作電路采用型號為ATmega8535的AVR單片機Ul為處理器；液晶顯示電路以型號為LM320240TCW的顯示屏U2為液晶屏，所述顯示屏U2與單片機工作電路相連接；溫度采集電路包括型號為DS18B20的數字式溫度傳感器U3，U3實時采集被處理樣品的溫度，并與單片機工作電路相連接；蠕動泵控制電路包括型號為WT600-2J的蠕動泵Tl，蠕動泵Tl與單片機工作電路相連接；按鍵控制電路包括五個按鍵S2飛6，分別表示確定、上移、下移、左移、右移，S2^S6分別與單片機工作電路相連接；語音提示電路以型號為ISD1700的芯片U4為語音芯片，U4的10腳通過電容C5與錄音機LUl的一端相連，LUl的另一端通過電容Cll與U4的11腳相連，U4的15腳與揚聲器FAl的一端相連，FAl的另一端與U4的13腳相連，U4通過4 7腳與單片機工作電路相連接。所述的電平轉換電路其U9、UlO為型號為74LS04的非門，U5、U6分別為型號為F0D260L和6N137的高速光電耦合器，U9的I腳和UlO的2腳與單片機工作電路相連接，U9的2腳通過電阻R9與U5的2腳相連，U5的6腳與D SP工作電路相連，UlO的I腳與U6的6腳相連，U6的2腳通過電阻Rl2與DSP工作電路相連；DSP工作電路以型號為TMS320C28335的芯片U7為DSP，U7與數據存儲電路相連；數據存儲電路以型號為IS61LV51216的芯片U8為存儲器，U8用于保存設置的參數及所采集的數據。本發明具有的有益效果是
1、能夠實時監視被測樣品的溫度與流速；
2、可設定殺菌所需的脈沖寬度和頻率值，及樣品溫度和流速的極限值；
3、可對參數修改過程進行語言提示，并且當樣品溫度和流速達到極限值時進行語言報
m.1=I ，
4、可根據用戶要求保存所需參數，如樣品溫度、流速，殺菌的脈寬、頻率；
5、能夠實現單片機與DSP的實時通訊，最大限度的發揮各自的功能。
圖1是本發明的總體結構框圖。圖2是本發明的單片機單元圖。圖3是本發明的DSP單元圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明作進一步的描述。圖1是本發明的總體結構框圖。本發明包括單片機工作電路1、液晶顯示電路2、溫度采集電路3、蠕動泵控制電路4、按鍵控制電路5、語音提示電路6、電平轉換電路7、DSP工作電路8、數據存儲電路9 ;其中液晶顯示電路2、溫度采集電路3、蠕動泵控制電路4、按鍵控制電路5、語音提示電路6、電平轉換電路7分別與單片機工作電路I相連接，DSP工作電路8分別與電平轉換電路7和數據存儲電路9相連接。圖2是本發明的單片機單元圖。圖中，單片機工作電路I采用型號為ATmega8535的AVR單片機Ul為處理器;U1的13腳和14腳分別與晶振Yl的兩端相連，Ul的13腳和14腳分別通過電容Cl、C2接地；U1的10腳同時與按鍵SI的一端和Rl的一端相連，SI的另一端通過電阻R2接5V電源的正極，Rl的另一端接地；電容C3的正極和負極分別與5V電源正極和Ul的10腳相連。如圖2所示，液晶顯示電路2以型號為LM320240TCW的顯示屏U2為液晶屏，U2與單片機工作電路I中Ul相連接；U2的2腳和19腳接5V電源正極，U2的18腳接三端可調電阻R3的一端，U2的I腳接R3的另一端，R3的可調端則與U2的3腳相連，U2的I和20腳接地。如圖2所示，溫度采集電路3包括型號為DS18B20的數字式溫度傳感器U3，U3的I/O 口與單片機工作電路I的Ul相連接；U3的VDD和GND分別接5V電源的正極和地。如圖2所示，蠕動泵控制電路4包括型號為WT600-2J的蠕動泵Tl，Tl的IN 口與單片機工作電路I的Ul相連接；T1 VCC和GND分別接5V電源的正極和地。如圖2所示，按鍵控制電路5包括五個按鍵S2飛6，分別表示確定、上移、下移、左移、右移，S2飛6的一端相互連接后與5V電源的正極相連，S2飛6的另一端分別與單片機工作電路I的Ul相連接；
如圖2所示，語音提示電路6以型號為ISD1700的芯片U4為語音芯片，U4的10腳通過電容C5與錄音機LUl的一端相連，LUl的另一端通過電容Cll與U4的11腳相連，U4的15腳與揚聲器FAl的一端相連，FAl的另一端與U4的13腳相連，U4通過4 7腳與單片機工作電路I的Ul相連接；按鍵S8 S13的一端相互連接后接地，另一端分別與U4相連，U4的24腳通過電阻R7與電容C6相連；按鍵S7的兩端分別接U4的2腳和28腳，U4的8腳和28腳相互連接后接地。發光二極管Dl的負極與U4的2腳相連，Dl的正極通過電阻R8接5V電源的正極。R5的一端接5V電源的正極，另一端通過電容C4接地，同時與R6的一端相連，R6的另一端通過電容C5接U4的10腳。圖3是本發明的單片機單元圖。圖中，電平轉換電路7中的U9、UlO為型號為74LS04的非門，U5、U6分別為型號為F0D260L和6N137的高速光電耦合器，U9的I腳和UlO的2腳與單片機工作電路I的Ul相連接，U9的2腳通過電阻R9與U5的2腳相連，U5的6腳與DSP工作電路8相連，UlO的I腳與U6的6腳相連，U6的2腳通過電阻R12與DSP工作電路8相連；U5的3腳、5腳相連后接地，U5的7腳、8腳相連后與5V電源則正極相連，5V電源則正極通過電容C7接地；U6的3腳、5腳相連后接地，U6的8腳與5V電源則正極相連，5V電源則正極通過電容C8接地；U5的7腳通過電阻RlO與DSP工作電路8相連，U6的8腳通過電阻Rll與UlO的I腳相連。如圖3所示，DSP工作電路8以型號為TMS320C28335的芯片U7為DSP，U7的102腳和104腳分別接晶振Y2的兩端，U7的102腳和104腳分別通過電容C10、C11接地；U7的139腳接3. 3V電源正極，同時通過電容C9接地，U7與數據存儲電路9相連。如圖3所示，數據存儲電路9以型號為IS61LV51216的芯片U8為存儲器，U8用于保存設置的參數及所采集的數據，U8的BLE端、BHE端、GND端相連后接地，VDD端接3. 3V電源正極，同時通過電容C12接地，U8與數據存儲電路9中U7相連。本發明的工作過程如下
通過溫度采集電路3、蠕動泵控制電路4能夠實時監視被測樣品的溫度與流速；通過按鍵控制電路5和液晶顯示電路2，可以設定殺菌所需的脈沖寬度和頻率的數值，以及樣品溫度和流速的極限值；語音提示電路6可對參數修改過程進行語言提示，并且當樣品溫度和流速達到極限值時進行語言報警；通過電平轉換電路7可以實現單片機工作電路I和DSP工作電路8的實時通訊；通過數據存儲電路9則可根據用戶要求保存所需參數。可見本發明操作簡單，能滿足高壓脈沖電場殺菌的基本控制要求。
權利要求
1.一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器，其特征在于包括單片機工作電路(I)、液晶顯示電路(2)、溫度采集電路(3)、蠕動泵控制電路(4)、按鍵控制電路(5)、語音提示電路(6)、電平轉換電路(7)、DSP工作電路(8)、數據存儲電路(9);其中液晶顯示電路(2)、溫度采集電路(3)、蠕動泵控制電路(4)、按鍵控制電路(5)、語音提示電路(6)、電平轉換電路(7 )分別與單片機工作電路(I)相連接，DSP工作電路(8 )分別與電平轉換電路(7 )和數據存儲電路(9)相連接。
2.根據權利要求1所述的一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器，其特征在于所述的單片機工作電路(I)采用型號為ATmega8535的AVR單片機Ul為處理器；液晶顯示電路(2)以型號為LM320240TCW的顯示屏U2為液晶屏，所述顯示屏U2與單片機工作電路(I)相連接；溫度采集電路(3)包括型號為DS18B20的數字式溫度傳感器U3，U3實時采集被處理樣品的溫度，并與單片機工作電路(I)相連接；蠕動泵控制電路(4)包括型號為WT600-2J的蠕動泵Tl，蠕動泵Tl與單片機工作電路(I)相連接；按鍵控制電路(5)包括五個按鍵S2飛6，分別表示確定、上移、下移、左移、右移，S2 S6分別與單片機工作電路(I)相連接；語音提示電路(6)以型號為ISD1700的芯片U4為語音芯片，U4的10腳通過電容C5與錄音機LUl的一端相連，LUl的另一端通過電容Cll與U4的11腳相連，U4的15腳與揚聲器FAl的一端相連，FAl的另一端與U4的13腳相連，U4通過4 7腳與單片機工作電路(I)相連接。
3.根據權利要求1所述的一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器，其特征在于所述的電平轉換電路(7)其U9、UlO為型號為74LS04的非門，U5、U6分別為型號為F0D260L和6N137的高速光電耦合器，U9的I腳和UlO的2腳與單片機工作電路(I)相連接，U9的2腳通過電阻R9與U5的2腳相連，U5的6腳與DSP工作電路(8)相連，UlO的I腳與U6的6腳相連，U6的2腳通過電阻R12與DSP工作電路(8)相連；DSP工作電路(8)以型號為TMS320C28335的芯片U7為DSP，U7與數據存儲電路(9)相連；數據存儲電路(9)以型號為IS61LV51216的芯片U8為存儲器，U8用于保存設置的參數及所采集的數據。
全文摘要
本發明公開了一種用于高壓脈沖電場殺菌的控制器。其液晶顯示電路、溫度采集電路、蠕動泵控制電路、按鍵控制電路、語音提示電路、電平轉換電路分別與單片機工作電路相連接，DSP工作電路分別與電平轉換電路和數據存儲電路相連接。本發明能夠實時監視被測樣品的溫度與流速；可設定殺菌所需的脈沖寬度和頻率值，及樣品溫度和流速的極限值；可對參數修改過程進行語言提示，并且當樣品溫度和流速達到極限值時進行語言報警；可根據用戶要求保存所需參數，如樣品溫度、流速，殺菌的脈寬、頻率；能夠實現單片機與DSP的實時通訊，最大限度的發揮各自的功能。
文檔編號G05B19/042GK103019140SQ201210549789
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月17日 優先權日2012年12月17日
發明者王劍平, 余琳, 江婷婷, 王海軍, 黃康, 蓋玲 申請人:浙江大學