[發明專利]智能光電鏡面冷凝式露點儀

無效

• 申請號: 94103663.4
• 申請日: 1994-03-31
• 公開（公告）號: CN1109593A
• 公開（公告）日: 1995-10-04
• 發明（設計）人: 萬春;夏茂
• 申請（專利權）人: 萬春;夏茂
• 主分類號: G01N25/66
• 分類號: G01N25/66
• 代理公司: 合肥市專利事務所
• 代理人: 湯茂盛

本發明涉及一種測量儀器，它用于自動化精密測量氣體的露點。

作為濕度檢測基準的露點是指氣體在大氣壓下開始結露時的溫度，在許多情況之下，工業氣體中的水蒸汽含量明顯高出規定的指標，所以解決濕度精確測量和控制的呼聲越來越強烈，因此，露點儀的開發與研制受到產業界的廣泛注意。目前，國內有關廠家生產的露點儀其測量方法主要利用吸濕原理，絕熱膨脹原理或光電原理等，所制得的產品為非平衡式露點儀，用戶使用不方便，它表現在兩個方面，其一是非平衡式測量使得測量精度無法確保;其二是體積大，易出故障，也未能真正實現在線測量。

《中國技術成果大全》91年13期253頁刊摘了“智能式光電露點儀”，該露點儀在光電露點法煙氣預處理裝置的基礎上，將光纖技術、半導體致冷熱技術與微機應用技術相結合的產物，文摘中未涉及技術實質內容。

中國專利局出版的《實用新型專利公報》于1989年6月14日公告的“微型智能化露點式濕度儀”（公告號：CN?2039423U），其技術方案主要是利用微型梳狀電極間的電阻從非結露到結露狀態時出現突然減小這一物理特征，以鑒別露點狀態;作為冷源的半導體致冷器由單級或多級構成以加大溫差范圍，從而提高溫度測量范圍。該技術方案利用單回路控制系統，直接用電信號或溫度信號去控制半導體致冷器的工作，這種控制方案無法解決輸入量與輸出量之間的對應的關系，也就是說未能解決光電信號的變化滯后與變化梯度和控制溫度的對應關系，其控制方法仍屬于非平衡式控制法，因此測量精度是無法保證的。

為了克服上述的現有技術中存在的不足，本發明的目的在于提供一種智能光電鏡面冷凝式露點儀，它采用雙回路平衡系統精確控制鏡面溫度，從而提高露點儀的測量精確性能。

本發明所遵循的測量原理就是采用熱電泵冷卻鏡面，讓被測氣體在恒壓，恒流狀態下通過鏡面，當鏡面冷卻至某一溫度時，被測氣體中的水蒸汽開始在鏡面上冷凝，通過微機自動控制使鏡面上的露與氣體中的水份呈相平衡狀態，用鉑熱電阻精確測量鏡面的溫度，該溫度就是被測氣體的露點溫度。

利用上述原理而發明的露點儀，包括儀器機殼，在其內部設置有微機控制器CPU，與其相連的鍵盤、顯示器位于儀器外部，以及整機供給電源，機殼內有測量組件，其中散熱器、結露鏡面分別與周圍有隔熱層的半導體致冷器的熱端和冷端相連，所述的結露鏡面位于致冷測量室內，被測量的氣體流經與測量室相通的進、排氣管，光電發射、接收管位于鏡面前方，本發明的特征是它還包括：

A：光電接收管接入光電測量放大電路的輸入端，由光電測量放大電路放大后的模擬電信號經A/D轉換器轉換成數字信號接至微機控制器CPU;

B：采集結露鏡面溫度的傳感器與溫度測量放大電路相連，由該放大電路放大后的模擬信號經A/D轉換器轉換成數字號接至微機控制器CPU;

C：上述的微機控制器CPU輸出的數字信號接至D/A轉換器，經該轉換器轉換成模擬信號，該信號接至半導體致冷器，并控制其工作狀態;

D：所述的微機控制器CPU還設有受讀入的光電信號、溫度信號控制的平衡控制測量模塊，該模塊可對如下動作進行平衡控制：

-采集光電信號;

-確定目標溫度;

-計算溫度誤差;

-計算熱泵工作效率，穩定或調整熱泵的工作狀態;

-穩定或改變鏡面溫度;

-影響結露呈相平衡狀態。

上述的平衡控制測量模塊所實現的平衡控制方案，實質上是由光電信號決定溫度目標值，由溫度誤差控制溫度，然后根據光電信號的變化逐漸修正溫度目標值，最后找到汽露的相平衡點-露點。

與現有技術中無論是采用開放式的測量方案或簡單的PID單回路控制方案相比，也就是同非平衡式測控方案相比，本發明充分考慮到各變量之間的關系，采有了雙回路控制方案，精確控制鏡面溫度，從而解決了在單回路中光電信號的變化滯后與變化梯度和被控制溫度均不能很好的對應的缺陷，因此提高并確保了測量的精度，另外，本發明采用光電信號決定溫度目標值，由溫度誤差控制溫度使得這種復雜的控制變得非常簡單，并能實現精確的在線平衡控制測量。

本發明軟件中還采用了狀態矩陣法調度命令模塊，硬件盡量采用較少的按鍵，實現測量、消露、查詢、打印、通訊等多種功能，給用戶提供了良好的操作界面。

附圖說明：

圖1是本發明的原理框圖;

圖2是本發明的平衡控制邏輯圖;

圖3是控制程序流程圖;

圖4是光電測量子程序流程圖;