[實用新型]離子遷移譜儀用多路溫控裝置

無效

• 申請號: 201020700511.1
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN201926940U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 張清軍;陳志強;李元景;趙自然;劉以農;鄒湘
• 申請（專利權）人: 同方威視技術股份有限公司;清華大學
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

1.一種離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，包括數字電路部分和模擬電路部分，其中數字電路部分包括：

單片機；

與所述單片機連接并具有多路獨立輸出的數模轉換器DAC；

與所述單片機連接并具有單路模擬輸入的模數轉換器ADC；

模擬電路部分包括多路獨立的控制電路部分以及多選一開關，其中每個控制電路部分包括：

設置在離子遷移譜儀上的溫度傳感器；

由所述溫度傳感器和所述DAC的所述多路獨立輸出中的相應一路輸出組成的惠斯頓電橋，從所述惠斯頓電橋中信號分兩路輸出，其中一路輸出連接到比例積分微分PID控制電路，另一路輸出經過所述多選一開關連接到所述ADC；

所述PID控制電路的輸出連接到驅動設置在離子遷移譜儀上的加熱單元的驅動器。

2.如權利要求1所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述溫度傳感器構成惠斯頓電橋的一個橋臂電阻，通過惠斯頓電橋產生的偏差信號經過放大后輸出到所述PID控制電路。

3.如權利要求1所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述加熱單元是加熱膜，通過驅動器控制流過加熱單元的電流來進行溫度調節。

4.如權利要求3所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述驅動器是MOS管，所述PID控制電路輸出電壓控制量輸入到所述MOS管的柵極，利用MOS管漏極電流隨柵極和源極間反向電壓變化而變化的特性，改變通過加熱膜的電流來實現溫度控制。

5.如權利要求1所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述離子遷移譜儀上需要進行溫度控制的位置的恒溫點是通過與所述單片機相連的計算機來設置的。

6.如權利要求5所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述單片機自帶通用串行總線USB接口，并且通過該USB接口與所述計算機連接。

7.如權利要求1所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述PID控制電路包括：

比例控制單元，包括第一運算放大器、第一電阻器、第二電阻器和第三電阻器，其中所述第一運算放大器具有正相輸入端、反相輸入端和輸出端，第一電阻器的一端接收溫度控制信號，另一端連接第二電阻器的一端，第二電阻器的另一端連接第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的正相輸入端接第一偏置電壓，反相輸入端連接第一電阻器和第二電阻器之間的節點，第三電阻器的一端連接第一運算放大器的輸出端，另一端輸出經過比例調節的溫度控制信號；

積分控制單元，包括第二運算放大器、第四電阻器、第五電阻器、第六電阻器、第七電阻器和第一電容器，所述第四電阻器的一端接收所述溫度控制信號，另一端連接到第五電阻器和第六電阻器二者的一端，第五電阻器的另一端連接到第二運算放大的正相輸入端，并且該正相輸入端接第二偏置電壓，第六電阻器的另一端接第二運算放大器的反相輸入端和第一電容器的一端，第一電容器的另一端接第二運算放大器的輸出端和第七電阻器的一端，第七電阻器的另一端輸出經過積分調節的溫度控制信號；

微分控制單元，包括第三運算放大器、第八電阻器、第九電阻器、第十電阻器、第十一電阻器和第十二電阻器以及第二電容器，第八電阻器的一端接收所述溫度控制信號，另一端連接第九電阻器的一端和第二電容器的一端，第九電阻器的另一端接第三運算放大器的正相輸入端，并且該正相輸入端接第三偏置電壓，第二電容器的另一端接第十電阻器的一端，第十電阻器的另一端接第三運算放大器的反相輸入端和第十一電阻器的一端，第十一電阻器的另一端接第三運算放大器的輸出端和第十二電阻器的一端，第十二電阻器的另一端輸出經過微分調節的溫度控制信號；

線性求和電路，包括第四運算放大器、第十三電阻器和第三電容器，第四運算放大器的反相輸入端接收來自經過所述比例控制單元、所述積分控制單元和所述微分控制單元調節后的所述溫度控制信號，第四運算放大器的正相輸入端接第四偏置電壓，所述第十三電阻器和所述第三電容器并聯在所述第四運算放大器的反相輸入端和輸出端之間，并且從所述第四運算放大器的輸出端將求和后的溫度控制信號輸出到驅動器的控制端。

8.如權利要求7所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述PID控制電路還包括：

信號調理單元，對表示溫度傳感器檢測的溫度和設定的恒溫點之間的偏差的信號進行放大，并與偏置電壓進行和差調理，輸出到比例控制單元、積分控制單元和微分控制單元。

9.如權利要求8所述的離子遷移譜儀用多路溫控裝置，其特征在于，所述信號調理單元包括第五運算放大器、第十四電阻器、第十五電阻器、第十六電阻器和第四電容器，所述第十四電阻器一端接收溫度差信號，另一端接第五運算放大器的正相輸入端，并且該正相輸入端通過第四電容器接地，所述第十五電阻器一端接收第五偏置電壓，另一端接第五運算放大器的反相輸入端，第十六電阻器并聯在所述第五運算放大器的反相輸入端和輸出端之間。