[发明专利]一种光室混合加热制冷恒温系统

说明书

本发明公开了一种光室混合加热制冷恒温系统，设置于燃烧室旁，包括有光室、若干加热元器件、温度传感器以及保温材料，所述加热元器件设置在光室外侧表面上，在所述加热元器件上设置铜管，在所述铜管的一侧设置一热交换控制模块，靠近燃烧室一侧的所述加热元器件为半导体制冷片；在所述的光室外侧设置一用于检测光室外侧环境温度的室温温度传感器，在所述的光室与燃烧室的连接处设置一用于检测该处温度的连接处温度传感器，根据温度传感器、室温温度传感器与连接处温度传感器检测到的信号判断后单独控制各个加热元器件的工作；半导体发热制冷属于热交换元器件所以需要通过铜管和铜管中水流进行热交换，使光室内均匀恒温。

技术领域

本发明属于光谱仪领域，涉及一种恒温系统，特别是一种光室混合加热制冷恒温系统。

背景技术

目前市场上光谱仪通用的温室恒温方法是发热元件恒温，ICP仪器光室最佳恒温在28-35℃，这种方法的恒温速度慢、只能单一加热恒温，升温时间和温度稳定时间都很长，而且温度的稳定性也不高，仪器长期运行后容易导致靠近燃烧室一侧光室温度不断温升，温升高于恒温温度从而使恒温失效，对光谱仪的测量误差产生了较大的影响；为了进一步减少测量误差，保证整个光室温度的均匀性，特设计一种半导体光室加热制冷恒温系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述的问题，提出了一种光室混合加热制冷恒温系统。

为实现上述目的，可通过下列技术方案来实现，一种光室混合加热制冷恒温系统，应用在ICP光谱仪中，设置于燃烧室旁，包括有光室、若干加热元器件、与加热元器件对应设置的温度传感器以及设置在光室外侧的保温材料，所述加热元器件设置在光室外侧表面上，在所述加热元器件上设置铜管，在所述铜管的一侧设置一热交换控制模块，靠近燃烧室一侧的所述加热元器件为半导体制冷片；在所述的光室外侧设置一用于检测光室外侧环境温度的室温温度传感器，在所述的光室与燃烧室的连接处设置一用于检测该处温度的连接处温度传感器，根据温度传感器、室温温度传感器与连接处温度传感器检测到的信号判断后单独控制各个加热元器件的工作。

进一步具体的，所述热交换控制模块中含有转换芯片、控制单元，所述转换芯片用来接收信号并进行转换，所述控制单元输出PWM信号。

进一步具体的，每个所述温度传感器输出反馈信号，经总线将信号进行传输，最终由所述控制单元接收并进行加权优化计算，加权优化计算结果传输至加热元器件并控制调整加热状态。

进一步具体的，所述的加权优化计算公式为，

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为加权优化后第n个加热元器件所需施加的电压；

加权系数Knn通过建模由热学分析软件Flotherm计算出初值,然后在多次的试验测试中进行修正之后的值；

Tn＝Tk-Tx+Kt；

其中Tk为设定的目标恒温温度，Tx为温度传感器检测n位置的温度，Kt为热量散溢补偿系数。

进一步具体的，所述的热量散溢补偿系数Kt＝(Tk-Ta)/n，其中Tk为设定的目标恒温温度，Ta为室温温度传感器检测到的环境温度，n为加热元器件的个数。

进一步具体的，当Ta-Tk＞Tk且Tn≤0.5℃时，半导体制冷片切换为制冷模式，其切换后所需电压Vn’，

Vn’＝Kb*(Ta-Tk)+2.6-Vn，