[發明專利]一種光室混合加熱制冷恒溫系統

在審

• 申請號: 202010909271.4
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111880589A
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 應剛;李正建;解婉瑩;袁輝;胡曦;李勝輝
• 申請（專利權）人: 江蘇天瑞儀器股份有限公司
• 主分類號: G05D23/30
• 分類號: G05D23/30
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

1.一種光室混合加熱制冷恒溫系統，應用在ICP光譜儀中，設置于燃燒室旁，包括有光室(1)、若干加熱元器件(2)、與加熱元器件(2)對應設置的溫度傳感器以及設置在光室(1)外側的保溫材料(7)，所述加熱元器件(2)設置在光室(1)外側表面上，其特征在于：在所述加熱元器件(2)上設置銅管(5)，在所述銅管(5)的一側設置一熱交換控制模塊(6)，靠近燃燒室一側的所述加熱元器件(2)為半導體制冷片(3)；在所述的光室(1)外側設置一用于檢測光室(1)外側環境溫度的室溫溫度傳感器，在所述的光室(1)與燃燒室的連接處設置一用于檢測該處溫度的連接處溫度傳感器，根據溫度傳感器、室溫溫度傳感器與連接處溫度傳感器檢測到的信號判斷后單獨控制各個加熱元器件(2)的工作。

2.根據權利要求1所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：所述熱交換控制模塊(6)中含有轉換芯片、控制單元，所述轉換芯片用來接收信號并進行轉換，所述控制單元輸出PWM信號。

3.根據權利要求2所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：每個所述溫度傳感器輸出反饋信號，經總線將信號進行傳輸，最終由所述控制單元接收并進行加權優化計算，加權優化計算結果傳輸至加熱元器件并控制調整加熱狀態。

4.根據權利要求3所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：所述的加權優化計算公式為，

V1＝K11*T1+K12*T2+K13*T3+K14*T4...+K1n*Tn；

V2＝K21*T1+K22*T2+K23*T3+K24*T4...+K2n*Tn；

......

Vn＝Kn1*T1+Kn2*T2+Kn3*T3+Kn4*T4...+Knn*Tn；

其中,Vn為加權優化后第n個加熱元器件(2)所需施加的電壓；

加權系數Knn通過建模由熱學分析軟件Flotherm計算出初值,然后在多次的試驗測試中進行修正之后的值；

Tn＝Tk-Tx+Kt；

其中Tk為設定的目標恒溫溫度，Tx為溫度傳感器檢測n位置的溫度，Kt為熱量散溢補償系數。

5.根據權利要求4所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：所述的熱量散溢補償系數Kt＝(Tk-Ta)/n，其中Tk為設定的目標恒溫溫度，Ta為室溫溫度傳感器檢測到的環境溫度，n為加熱元器件(2)的個數。

6.根據權利要求5所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：當Ta-Tk＞Tk且Tn≤0.5℃時，半導體制冷片(3)切換為制冷模式，其切換后所需電壓Vn’，

Vn’＝Kb*(Ta-Tk)+2.6-Vn，

其中，Kb為連接處溫度傳感器處的溫度Tb對半導體制冷片(3)的影響系數。

7.根據權利要求1所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：所述光室(1)有底面、頂面和側面，所述底面部分內凹，形成支撐部(4)，所述頂面為一平面，在所述底面和頂面之間的為側面，所述加熱元器件(2)設置在所述光室(1)的頂面和側面。

8.根據權利要求7所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：設置在所述光室(1)頂面的加熱元器件(2)通過一銅管(5)連接，設置在所述光室(1)側面的加熱元器件(2)通過一銅管(5)連接，兩所述銅管(5)互不接觸。

9.根據權利要求2所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：若干所述加熱元器件(2)均由獨立的PWM信號控制。

10.根據權利要求1所述的光室混合加熱制冷恒溫系統，其特征在于：所述的加熱元器件(2)設置有20個，其中所述的半導體制冷片(3)為4個。