[實(shí)用新型]離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120223300.8
• 申請日: 2011-06-29
• 公開（公告）號: CN202141705U
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊鑫盛
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽皖儀科技股份有限公司
• 主分類號: G01N30/64
• 分類號: G01N30/64
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型涉及精密電化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析儀器，針對儀器關(guān)鍵單元，具體涉及雙通道溫度采集控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

????電導(dǎo)池電導(dǎo)檢測受溫度影響較大。溫度越高，加速離子運(yùn)動，電導(dǎo)率增加，噪聲增大，溫度每升高1度，電導(dǎo)率增加2%左右；另外，色譜柱的柱效和靈敏度也受溫度影響。因此，溫度對于離子色譜電導(dǎo)檢測的影響和恒溫控制具有十分重要的意義，且電導(dǎo)池和色譜柱均需恒溫控制。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對離子色譜電導(dǎo)檢測中多處溫度影響，為提高溫度采集和控制精度，精簡結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型提供了一種將柱溫箱和電導(dǎo)池溫度控制合而為一的雙通道恒溫控制系統(tǒng)，來實(shí)時控制和減少二者溫度梯度，從而減少系統(tǒng)由溫度影響的噪聲和漂移，提高了電導(dǎo)檢測數(shù)據(jù)和譜圖的穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)，包括有二路溫度傳感器、信號調(diào)理單元、微處理器、光電隔離驅(qū)動單元、加熱元件和隔離通信單元，其特征在于：所述的信號調(diào)理單元包括比例采樣電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的二路溫度傳感器分別依次通過比例采樣電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入所述的微處理器；所述的光電隔離驅(qū)動單元包括二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管，所述的二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管分別通過閉環(huán)回路與微處理器相連，二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管分別外接加熱元件，所述的微處理器通過隔離通信單元外接儀器主控單元或上位機(jī)。

所述的離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的二路溫度傳感器均采用四線制鉑電阻。

所述的離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的比例采樣電路由0.1%低溫度系數(shù)的精密電阻和鉑電阻組成。

所述的離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)，其特征在于：所述的加熱元件為電阻型電熱膜片。

本實(shí)用新型的有益效果：

（1）、本實(shí)用新型采用雙通道恒溫控制，將柱溫箱和電導(dǎo)池溫度控制合二為一；

（2）、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)精簡，提高了控制精度，能夠快速、便捷地控制電導(dǎo)池和色譜柱溫箱的溫度梯度，溫度波動小、基線穩(wěn)定；

（3）、本實(shí)用新型采用多路隔離，抗干擾能力強(qiáng)，在外環(huán)境穩(wěn)定的情況下可得到0.01℃的恒溫精度。

附圖說明

????圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

參見圖1，一種離子色譜雙通道恒溫控制系統(tǒng)，包括有二路溫度傳感器、信號調(diào)理單元、微處理器、光電隔離驅(qū)動單元、電阻型電熱膜片和隔離通信單元，二路溫度傳感器均采用四線制鉑電阻，大大減少引線帶來的誤差，信號調(diào)理單元包括比例采樣電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其中比例采樣電路由0.1%低溫度系數(shù)的精密電阻和鉑電阻組成，二路溫度傳感器分別依次通過比例采樣電路、濾波放大電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器接入微處理器；光電隔離驅(qū)動單元包括二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管，二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管分別通過閉環(huán)回路與微處理器相連，二個由光耦隔離驅(qū)動的MOSFET管分別外接電阻型電熱膜片，微處理器通過隔離通信單元外接儀器主控單元或上位機(jī)。

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明：

本實(shí)用新型采用3通道24bit帶內(nèi)部恒流源和增益調(diào)節(jié)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7793，采用0.1%低溫度系數(shù)的精密電阻和鉑電阻組成比例采樣電路，這樣不但可以抵消恒流源和參考電壓帶來的誤差，同時可以采用第三個通道進(jìn)行參考轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自校準(zhǔn)。

微控制單元主要進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換控制、溫度數(shù)據(jù)的線性化處理；與儀器主控的通訊，實(shí)現(xiàn)控溫算法并將控制量輸出到溫度執(zhí)行驅(qū)動單元。

本實(shí)用新型采用32位ARM處理器，該處理器處理速度快，高精度PWM輸出，采用閉環(huán)自調(diào)整可得到高精度的DA溫度控制量，可長時間將溫度恒定在很小的范圍內(nèi)。

微控制器溫度控制軟件采用增量式PID算法和專家算法相結(jié)合，可以有效抑制超調(diào)，滿足系統(tǒng)要求。

由于離子色譜電導(dǎo)檢測為正環(huán)境溫度，故采用電阻型電熱膜片，該加熱片具有形狀可變，受熱均勻、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

隔離通信單元主要是隔離串口通訊，實(shí)現(xiàn)與儀器主控單元或上位機(jī)實(shí)現(xiàn)通訊，接收溫度設(shè)置指令和相關(guān)參數(shù)設(shè)置，同時傳送實(shí)時溫度。