[實用新型]基于斯特林制冷機(jī)的冷鏡式露點溫度測量儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320585848.6
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN203534995U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂堅斌;水浩淼;姜良俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電控研究所
• 主分類號: G01N25/68
• 分類號: G01N25/68
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及氣體分析的測量儀器技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于斯特林制冷機(jī)的冷鏡式露點溫度測量儀。

背景技術(shù)

氣體濕度是指氣體中水蒸汽的含量。氣體露點溫度是氣體常用的濕度表示方法之一，是指用等壓冷卻的方法使氣體中的水蒸汽冷卻至凝聚相出現(xiàn)，或通過控制冷鏡面的溫度，使氣體中的水蒸汽與(凝聚相)鏡面露層的平展表面呈熱力學(xué)平衡狀態(tài)，準(zhǔn)確的測出此時的溫度即為該氣體的露點溫度，測量氣體露點溫度的儀器稱為露點儀。

現(xiàn)有冷鏡式露點儀的工作原理是：當(dāng)被測氣體進(jìn)入結(jié)露室，并以一定流速掠過鏡面(鏡面溫度高于該氣體的露點溫度)，干燥的鏡面將光源的入射光近乎于全反射。露點儀進(jìn)行測量時，首先根據(jù)檢測器檢測到的信號控制制冷裝置，使鏡面溫度下降，此過程中通過反饋信號的變化，判斷是否結(jié)露。結(jié)露時記錄下鏡面溫度，該溫度就是待測氣體的露點值。

目前大部分冷鏡式露點儀的制冷系統(tǒng)都是采用液氮、半導(dǎo)體制冷、空氣壓縮機(jī)制冷等方法。液氮制冷時，制冷速率無法控制，而且液氮運輸、保存、使用比較復(fù)雜。電熱制冷，如半導(dǎo)體制冷的制冷范圍有限，多級半導(dǎo)體制冷能下限通常在-60℃左右，因為此時制冷塊自身發(fā)熱較多，耗電量大，就算增加級數(shù)，也會因為散熱問題導(dǎo)致冷端溫度瓶頸。空氣壓縮機(jī)制冷體積龐大，使儀器失去便攜性。實際儀器中，也會使用多種方法混合制冷，但類似的缺點也仍然存在。

實用新型內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實用新型的目的是提供一種基于斯特林制冷機(jī)的冷鏡式露點溫度測量儀，使鏡面的降溫效率高，溫度范圍寬。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種基于斯特林制冷機(jī)的冷鏡式露點溫度測量儀，包括測量腔體、制冷機(jī)、鏡面和測量附件，所述鏡面設(shè)置在所述測量腔體內(nèi)，其特征是，所述制冷機(jī)為斯特林制冷機(jī)，所述鏡面設(shè)置在所述制冷機(jī)上，所述制冷機(jī)與所述測量腔體柔性密封連接，在所述鏡面上設(shè)置溫度傳感器，所述制冷機(jī)對所述鏡面降溫，所述測量附件測量出所述鏡面結(jié)露時的溫度傳感器溫度。

優(yōu)選地，在所述鏡面下方還設(shè)有亞胺電熱膜，所述亞胺電熱膜對所述鏡面加熱。

優(yōu)選地，所述制冷機(jī)與所述測量腔體之間通過彈性件密封連接。

優(yōu)選地，其特征在于，所述制冷機(jī)的制冷溫度范圍為20度至零下120度。

優(yōu)選地，其特征在于，測量的氣體為氮氣、氧氣、氦氣、氬氣或六氟化硫。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下的有益效果：

（1）斯特林制冷機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，有效工作溫度范圍寬，可以達(dá)到20度至零下120℃；啟動快，效率高，操作簡單；

（2）儀器持續(xù)工作時間長，制冷機(jī)能長時間連續(xù)工作，而不用人工干預(yù)；

（3）結(jié)合亞胺膜加熱片，可以有效的控制鏡面溫度，為測量精度提供了保障；

（4）加熱或制冷功率可調(diào)，溫度控制精確；

（5）制冷機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，使得儀器具有很好的便攜性。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本實用新型的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為測量腔體，2為制冷機(jī)，3為鏡面，4為測量附件，5為密封片，6為溫度傳感器，7為亞胺電熱膜。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本實用新型，但不以任何形式限制本實用新型。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本實用新型的保護(hù)范圍。

參見圖1，冷鏡式露點溫度測量儀用于測量的氣體為氮氣、氧氣、氦氣、氬氣或六氟化硫的露點溫度，其包括測量腔體1、制冷機(jī)2、鏡面3和測量附件4，附件4包括進(jìn)氣口、出氣口、光電發(fā)生器部分、光電采集部分、觀察口等，這些部分緊固在測量腔體1上，圖中把這些組件抽象到一起表示，并不表示實際操作過程中它們是如此排列的，其排列安裝方式為本領(lǐng)域技術(shù)人員周知的方式。鏡面3設(shè)置在測量腔體1內(nèi)，制冷機(jī)2為斯特林制冷機(jī)，制冷機(jī)2的制冷溫度范圍為20度至零下120度。鏡面3設(shè)置在制冷機(jī)2上，制冷機(jī)2與測量腔體1通過彈簧墊片或橡膠片等彈性元件進(jìn)行柔性連接，同時通過密封片5密封連接，在鏡面3上設(shè)置溫度傳感器6，在鏡面3下方還設(shè)有亞胺電熱膜7，制冷機(jī)2用于對鏡面3降溫，亞胺電熱膜7用于對鏡面3加熱，通過制冷機(jī)2和亞胺加熱膜7使鏡面3達(dá)到氣體的露點溫度，測量附件4測量出鏡面3結(jié)露時的溫度傳感器上的溫度。