[發明專利]高精度海水變溫恒溫槽系統

有效

• 申請號: 201410257541.2
• 申請日: 2014-06-11
• 公開（公告）號: CN103977850A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 隋軍;龐永超;高占科;胡波;朱海慶;索利利;王君;張博;李福學
• 申請（專利權）人: 國家海洋標準計量中心
• 主分類號: B01L7/00
• 分類號: B01L7/00;G01K15/00
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 崔立增

技術領域

本發明涉及海水溫度傳感器的檢測裝置，特別涉及檢測海水溫度傳感器的恒溫槽裝置。

背景技術

恒溫槽是檢測海水溫度傳感器的必要裝置，將海水溫度傳感器放入能控制溫度的恒溫槽中，可以檢定、校準和檢測海水溫度傳感器的技術性能和測量準確度。

現有的恒溫槽采用一體式結構，控制單元、槽體、加熱器及壓縮機等都集成在一起，這樣就限制了槽體的大小及控溫精度。而且，恒溫槽基本都是直接靠電機帶動軸及葉片旋轉形成攪拌，恒溫槽里介質較多時容易發生軸密封不嚴滲漏的情況。在控溫方式上均采用“過零觸發”，即當實際溫度低于設定溫度時，加熱器全功率輸出，反之，就零功率輸入，這會導致控制狀態存在微小的震蕩，限制了控溫精度。

目前海洋調查用到的溫度傳感器準確度越來越高，為了能有效的檢定、校準和檢測這些高精度海水溫度傳感器，就需要更高精度的海水恒溫槽。以往海水溫度傳感器準確度一般在±0.02℃，校準這些傳感器用恒溫槽的波動性0.005℃即可，而現在多數都是±0.003℃，甚至有的±0.001℃，這就要求恒溫槽的波動性要優于0.001℃。

因此，現有的恒溫槽系統不能適應海水溫度傳感器準確度越來越高的要求。

發明內容

針對現有的恒溫槽系統不能適應海水溫度傳感器準確度越來越高的要求，本發明推出一種高精度海水變溫恒溫槽系統，采用主槽、控溫輔槽、冷水槽和控制柜組合的分體式結構以增大主槽體，采用磁耦合攪拌器便于大型槽體內海水攪拌混和避免密封不嚴引起滲漏，主槽控溫儀設置PID控制裝置，抑制控溫加熱器震蕩，提高了控制精度，以實現以-2℃～40℃多個溫度點、波動性優于0.001℃的恒溫槽進行高精度海水溫度傳感器的檢定、校準和檢測工作。

本發明設計的高精度海水變溫恒溫槽系統，包括主槽、控溫輔槽、冷水槽和控制柜，主槽分別與控溫輔槽和冷水槽管路連接。主槽設置快速變溫裝置和控溫裝置，主槽快速變溫裝置包括快加熱加熱器和冷卻盤管，主槽控溫裝置包括控溫加熱器和控溫盤管；控溫輔槽設置控溫裝置，控溫輔槽的控溫裝置包括輔槽控溫加熱器。控制柜的控溫儀連接主槽和控溫輔槽的控溫裝置，控制柜的摁鍵開關連接控溫輔槽和冷水槽與主槽連接管路的電磁閥開關。主槽內設置導流罩，導流罩底部設置均流板，主槽底部設置磁耦合攪拌器。

主槽呈圓筒狀結構，不銹鋼外殼內是保溫層，保溫層內是圓筒狀槽體，槽體為鈦合金材質。槽體內設置導流罩，導流罩主體為圓筒形結構，底部為倒錐形結構，底部固定在主槽槽體底殼上，導流罩圓筒形結構與倒錐形結構分界處設置均流板，均流板上布滿圓孔。工作時主槽槽體內填充海水介質，海水介質可以從圓孔均勻通過，導流罩內放置待測傳感器。

導流罩內的圓筒區域為工作區，導流罩與主槽槽體之間形成的圓環狀區域為回流區，均流板以下的主槽與導流罩底部為混合區。

回流區內設置快加熱加熱器和冷卻盤管。

快加熱加熱器為電加熱器，外部是鈦合金，內部是加熱絲。主槽回流區內均勻分布3個快加熱加熱器。

冷卻盤管為鈦合金盤管，環繞在主槽內壁回流區內，冷卻盤管與冷水槽連通。

混合區內設置熱敏電阻、控溫加熱器、控溫盤管。

主槽底部設置磁耦合攪拌器，磁耦合攪拌器包括攪拌葉片、上磁缸、下磁缸和攪拌電機。攪拌葉片設置在導流罩底部的倒錐形區域內，攪拌葉片中心軸固定連接上磁缸，上磁缸與下磁缸相對設置在主槽槽體底殼內外兩側，上磁缸與下磁缸相對位置設置耦合磁極的磁鐵，攪拌電機轉動軸固定連接下磁缸，攪拌電機通過下磁缸，帶動上磁缸轉動，進而帶動導流罩底部的攪拌葉片轉動。

控溫加熱器為電加熱器，外部是鈦合金，內部是加熱絲，安裝在主槽混合區內，可為主槽控溫提供熱量。

控溫盤管為鈦合金盤管，環繞設置在主槽內壁混合區內，與控溫輔槽連通，可為主槽控溫提供冷量。

控溫輔槽為一個小型的恒溫槽，工作介質為乙二醇水或者防凍液，工作時隨主槽同步升降溫，并低于主槽2℃～3℃，工作介質在控溫盤管和控溫輔槽槽體內循環，為主槽的高精度控溫提供恒溫、恒流量的冷源。控溫輔槽內設置輔槽控溫加熱器和溫度傳感器。

控溫輔槽與主槽連接管路上裝有電磁閥開關。

冷水槽，由控制箱、水槽及制冷機組組成，工作介質為乙二醇水或者防凍液，工作介質在冷水槽槽體內和冷卻盤管中循環，為主槽提供快速降溫的冷源。冷水槽與主槽連接管路上裝有電磁閥開關。

控制柜包括主槽控溫儀、輔槽控溫儀和摁鍵開關。

主槽控溫儀連接主槽內的熱敏電阻和控溫加熱器，主槽控溫儀可以顯示和設定主槽的溫度。