[发明专利]基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统

权利要求书

1.一种基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：该系统包括水冷机、半导体制冷箱体、控制器、CMOS相机图像采集系统、PC机；水冷机进、出水管与半导体制冷箱体的出、进水管对应相连，半导体制冷箱体的环境温度、湿度、风速、大气压力传感器引线接控制器，控制器通过USB线与PC机通信，CMOS相机图像采集系统通过USB线与PC机通信。

2.根据权利要求1所述的基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：所述的水冷机采用工业级小型水冷机，功率1600W，温度控范围10-30摄氏度。

3.根据权利要求1所述的基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：所述的半导体制冷箱体为长方体，其正面由内层、隔热层和外层共三层组成：内层上安有两只LED灯（2）及LED防水罩（1），贯通三层的石英玻璃观测窗；其背面由10层组成，最内层为两只大风扇(7)并排放置组成；第二层为第1散热片（9）；第三层为6片制冷片(14)及隔热和固定用亚格力板及隔热棉；第四层为两片并排的第1水冷头(13)，采用90度弯头（12）互连用于对制冷片(14)热端水冷散热；第五层为铝皮（15）固定两片并排的第1水冷头（13）；第六层为亚格力板；第三到六层间的空隙间填充有隔热棉；第七层为隔热棉，第八层为亚格力板，其上安有接线排座连接半导体引线及大、小风扇引线，接线排座上引线到对应电源；第九层为控制器安装层；第十层为背面最外层为亚格力板；箱体顶面为箱盖由3层组成，最上层是亚格力板，其上中间后部安有水泵（18）并有水管通过中间前部孔洞穿过顶面给样品加水滴；最上层亚格力板左右安有手把；中间层为隔热棉，最内层为亚格力板；最上和最内层亚格力板间通过螺柱连接在一起；箱体底面由8层组成；底面上空间为样品平台（22），距样品平台下间隔10mm有铝皮作底面；再下间隔3mm为第二层安装有两只小风扇（25）；第三层安装有两只第2散热片(26)；第四层为两片制冷片（14）分别安装距样品平台左右各10mm处，周围为亚格力板；第五层为两只第2水冷头，通过90度弯头和水管连接，此两只第2水冷头通过水管还与背面水冷管相连并最终通过水管与水冷机相连；此外通过铝片及亚格力板与第2散热片（26）通过螺柱固定制冷片（14）及第2水冷头（28）；空隙处填充满隔热棉；第六层为隔热棉，第七层为亚格力板，有电机通过电机主轴（23）与样品平台相连，控制样品平台正反转和360度旋转；第八层为底面底座由亚格力板组成；左、右面各由三层组成，左面内层是亚格力板有风速传感器（31）插孔及风速传感器走线孔，右面内层是亚格力板有大气压力传感器（38）安装孔及该传感器直线孔，左、右中间层为隔热棉，外层为亚格力板；半导体制冷箱体各面的各层均由螺柱相连，半导体制冷箱体同层各面之间采用嵌插式安装结构并加螺柱锁定。

4.根据权利要求1所述的基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：所述的控制器，包括3个温度传感器（17），1个湿度传感器（32）、1 个大气压力传感器（38）、1个风速传感器（31）、两只大风扇（7）、1个水滴加注水泵（18），电机、一个12V600W可控电压电源、两个12V10W可控电压电源，控制器STM32F107、TLC5615、320*240LCD、三只24伏温度变送器、5V-3.3V电平转换模块、3.3V-5V电平转换模块、2.9V LED电源模块、5V电源模块组成；上述各个传感器引线接控制器STM32F107。

5.根据权利要求1所述的基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：所述的CMOS相机图像采集系统，包括两只高速风扇、相机，0.3-1倍光学放大镜镜头和XYZR微调平台；所述的相机为CMOS工业相机，分辨率2592*1944，灰度256，拍照速度6fps；所述的高速风扇功率为12V0.48A；所述的相机安装在XYZR 微调平台上；此平台可调范围0-20mm，精度0.02mm，两只高速风扇在半导体制冷箱体外对着石英玻璃观察窗口成45度角左右对称安放。

6.根据权利要求1所述的基于二级制冷方式的材料样品结冰状况实时采集控制系统，其特征在于：所述的PC机，采用奔腾双核以上CPU，500GB以上硬盘，2GB 内存，具有USB2.0以上接口，19英寸以上LCD显示器。