[發明專利]一種恒溫系統

在審

• 申請號: 201810371539.6
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108628367A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 公茂瓊;趙延興;高波;董學強;王敬洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G05D23/32
• 分類號: G05D23/32
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明提供的恒溫系統，包括箱體、液浴循環單元、溫度控制單元；所述箱體包括殼體及內膽；所述液浴循環單元包括液浴流道及攪拌模塊，所述溫度控制單元包括加熱模塊、制冷模塊、壓力采集模塊以及控制模塊，所述加熱模塊用于對所述液浴流道內的液浴工質進行加熱，所述制冷模塊用于對所述液浴流道內的液浴工質進行制冷，所述壓力采集模塊用于采集所述液浴流道內的液浴壓力信號，所述控制模塊用于獲取液浴壓力信號，并根據所述液浴壓力信號控制壓力波動實現恒溫，相較于以溫度值為參考信號控溫精度更高。

技術領域

本發明涉及溫控技術領域，尤其涉及一種高精度的恒溫系統。

背景技術

受控恒溫環境廣泛用于石油、化工、電子儀表、物理、化學、生物工程、醫藥衛生、生命科學、輕工食品、物性測試及化學分析等領域，提供一個熱冷受控、溫度空間均勻度及時間波動滿足要求的場源，溫度的均勻程度嚴重影響受測物理量的準確程度，尤其是在計量領域。

從實現恒溫的條件來說，必備2個條件：一是要有較為穩定的冷源和熱源，在室溫區以下，冷源可以為各種制冷方式，根據溫區不同多采用如蒸汽壓縮式制冷、半導體制冷、斯特林制冷、液氮制冷、流體載冷等制冷手段，在室溫區以上，冷源還可以為空氣或冷卻水，而熱源一般采用電加熱或半導體制熱等手段；二是要有適合的控溫策略，即合理調配熱量和冷量，使其在溫控點平衡，現多采用PID程序控制。一般而言，冷源及熱源溫度越穩定，精確的溫度控制越容易實現。

通過對其它與溫度相關的物理量的控制間接實現溫度控制也是一種實現方式，以流體為例，安妥因方程可精確地描述飽和液體的溫度-壓力關系，其方程形式如下：

A、B、C是與流體相關的常數，p為壓力，T為流體的開爾文溫度，對該式微分可得：

對于變化微小的壓力Δp及溫度ΔT，可代替微分量：

以p＝100kPa,Δp＝0.05kPa,為例，可得：

對于沸點近室溫區(300K)的物質而言，參數B大致在[1000,1500]范圍內，參數C大致在[200,230]范圍內，如異戊烷(沸點300.98K)的B和C分別為1040.73，235.445，帶入下式可得，

因此，通過控制壓力的波動，可以實現溫度的控制，且較大水平的壓力波動可實現更小水平的溫度波動。

發明內容

有鑒如此，有必要針對現有技術存在的恒溫系統溫度波動大、控溫速度慢的缺陷，提供一種控溫精度更高的恒溫系統。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種恒溫系統，包括：箱體、液浴循環單元以及溫度控制單元；其中：

所述箱體包括殼體、設置于所述殼體內的內膽、設置于所述殼體內的排液模塊以及位于所述內膽和所述排液模塊之間的隔斷單元；

所述液浴循環單元包括由所述殼體、所述內膽、所述排液模塊和所述隔斷單元之間形成的液浴流道及攪拌模塊，液浴工質可在所述液浴流道內流動，所述攪拌模塊用于對所述液浴工質進行攪拌；

所述溫度控制單元包括加熱模塊、制冷模塊、壓力采集模塊以及控制模塊，所述加熱模塊用于對所述液浴工質進行加熱，所述制冷模塊用于對所述液浴流道內的液浴工質進行制冷，所述壓力采集模塊用于采集所述液浴工質的液浴壓力信號，所述控制模塊用于獲取液浴壓力信號，并根據所述液浴壓力信號控制壓力波動實現恒溫。

在一些較佳的實施例中，所述殼體為隔熱材料，所述隔熱材料包括聚氨酯發泡。