一種用于icp光譜儀的恒溫控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，包括分光器箱體、保溫箱、電加熱帶、直流風(fēng)扇、溫度傳感器；保溫箱套置在分光器箱體上；保溫箱與分光器箱體之間的空隙內(nèi)一側(cè)設(shè)置有電加熱帶，另一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器；保溫箱的四個內(nèi)角上均設(shè)置有直流風(fēng)扇；直流風(fēng)扇、電加熱帶均與微控制器相連接；溫度傳感器首先通過信號放大電路與差分放大電路相連接；差分放大電路、三角波電路的輸出端均與比較電路相連接、輸入端均與微控制器相連接；比較電路的輸出端與微控制器的輸入端相連接。本發(fā)明可以有效抑制由于環(huán)境溫度變化所引起的溫漂，使分光器箱體各個部分和光電器件的溫度變化控制在很小的范圍之內(nèi)，從而保證分光系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種控制裝置，尤其涉及一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]ICP( Inductive Coupled Plasma Spectrometer，即電感親合等離子體發(fā)射)光譜儀是一種精密的原子發(fā)射光譜儀，主要組成部分包括光源系統(tǒng)、進(jìn)樣系統(tǒng)、分光系統(tǒng)、光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、信號處理系統(tǒng)。光源系統(tǒng)產(chǎn)生等離子體焰炬，將樣品溶液以氣溶膠形式導(dǎo)入到等離子體炬焰中，樣品被蒸發(fā)和激發(fā)后發(fā)射出所含元素的特征波長的光譜。根據(jù)元素濃度與譜線強度之間的對應(yīng)關(guān)系，可以測定樣品中各相應(yīng)元素的含量。
[0003]其中，分光系統(tǒng)可通過分光器將所需要的共振吸收線分離出來，是ICP光譜儀的核心部分。分光器為箱體鑄造件，雖然其在鑄造時會進(jìn)行時效處理，但是分光器的箱體在溫度發(fā)生變化時仍然會產(chǎn)生熱變形，這種熱變形會對整個分光系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生非常不利的影響，如果熱變形幅度稍微變大，會使分光系統(tǒng)的出射狹縫沒有光信號輸出，從而降低測試精度。此外，光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中光電器件的靈敏度，也會隨著溫度的變化而變化，從而使整個分光系統(tǒng)輸出的光信號隨著溫度的變化產(chǎn)生漂移。為了維持儀器的整機性能，必須抑制這種因溫度變化而產(chǎn)生的漂移。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述技術(shù)所存在的不足之處，本發(fā)明提供了一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置。
[0005]為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，包括分光器箱體，它還包括保溫箱、電加熱帶、直流風(fēng)扇、溫度傳感器;保溫箱套置在分光器箱體上，保溫箱與分光器箱體之間留有空隙；
[0006]保溫箱與分光器箱體之間的空隙內(nèi)一側(cè)設(shè)置有電加熱帶，另一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器;保溫箱的四個內(nèi)角上均設(shè)置有一個直流風(fēng)扇；直流風(fēng)扇、電加熱帶均與微控制器相連接；
[0007]溫度傳感器通過控制算法電路與微控制器相連接;控制算法電路由信號放大電路、差分放大電路、比較電路和三角波電路組成；
[0008]溫度傳感器首先通過信號放大電路與差分放大電路相連接;溫度傳感器將收集到的環(huán)境溫度在信號放大電路中放大處理后上傳至差分放大電路；
[0009]差分放大電路、三角波電路的輸出端均與比較電路相連接、輸入端均與微控制器相連接;微控制器將系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度傳遞給差分放大電路后，由差分放大電路對環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度進(jìn)行放大，再將放大信號與三角波電路輸出的電信號同時上傳至比較電路；放大后的環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度在比較電路中進(jìn)行比較，產(chǎn)生占空比可變的脈沖信號；
[0010]比較電路的輸出端與微控制器的輸入端相連接;比較電路將脈沖信號傳遞給微控制器，在微控制器中進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，從而控制供給電加熱帶電壓的占空比，進(jìn)而控制電加熱帶的加熱功率以及直流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)動情況，保證分光器箱體的溫度變化在恒定的范圍之內(nèi)。
[0011]溫度傳感器為多個，多個溫度傳感器均勻設(shè)置在保溫箱與分光器箱體之間的一側(cè)空隙內(nèi)。三角波電路產(chǎn)生的三角波頻率由微控制器進(jìn)行調(diào)配控制。微控制器、控制算法電路均安裝在分光器箱體上。
[0012]本發(fā)明通過在分光器箱體上設(shè)置電加熱帶和直流風(fēng)扇，并由控制電路進(jìn)控制，可以有效抑制由于環(huán)境溫度變化所引起的溫漂，使分光器箱體各個部分和光電器件的溫度變化控制在很小的范圍之內(nèi)，從而保證分光系統(tǒng)的熱穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體電路控制圖。
[0014]圖2為控溫算法電路的電路控制圖。
[0015]圖3為本發(fā)明的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:1、微控制器;2、控制算法電路;3、溫度傳感器;4、直流風(fēng)扇；5、電加熱帶;6、分光器箱體;7、保溫箱;8、信號放大電路;9、差分放大電路;1、比較電路;11、三角波電路。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]如圖1?3所示，本發(fā)明包括分光器箱體6，它還包括保溫箱7、電加熱帶5、直流風(fēng)扇
4、溫度傳感器3;保溫箱7套置在分光器箱體6上，保溫箱7與分光器箱體6之間留有空隙；
[0019]保溫箱7與分光器箱體6之間的空隙內(nèi)一側(cè)設(shè)置有電加熱帶5，另一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器3;溫度傳感器3為多個，多個溫度傳感器3均勻設(shè)置在保溫箱7與分光器箱體6之間的一側(cè)空隙內(nèi)。保溫箱7的四個內(nèi)角上均設(shè)置有一個直流風(fēng)扇4;直流風(fēng)扇4、電加熱帶5均與微控制器I相連接；
[0020]溫度傳感器3通過控制算法電路2與微控制器I相連接;微控制器1、控制算法電路2均安裝在分光器箱體6上?？刂扑惴娐?由信號放大電路8、差分放大電路9、比較電路10和三角波電路11組成；
[0021]溫度傳感器3首先通過信號放大電路8與差分放大電路9相連接;溫度傳感器3將收集到的環(huán)境溫度在信號放大電路8中放大處理后上傳至差分放大電路9;
[0022]差分放大電路9、三角波電路11的輸出端均與比較電路10相連接、輸入端均與微控制器I相連接;微控制器I將系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度傳遞給差分放大電路9后，由差分放大電路9對環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度進(jìn)行放大，再將放大信號與三角波電路11輸出的電信號同時上傳至比較電路10;放大后的環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度在比較電路10中進(jìn)行比較，產(chǎn)生占空比可變的脈沖信號(此占空比與兩路輸入信號的差值和三角波頻率成比例關(guān)系)；其中，三角波電路11產(chǎn)生的三角波頻率由微控制器I進(jìn)行調(diào)配控制。
[0023]比較電路10的輸出端與微控制器I的輸入端相連接；比較電路10將脈沖信號傳遞給微控制器I，在微控制器I中進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，從而控制供給電加熱帶5電壓的占空比，進(jìn)而控制電加熱帶5的加熱功率以及直流風(fēng)扇4的轉(zhuǎn)動情況，保證分光器箱體的溫度變化在恒定的范圍之內(nèi)。
[0024]本發(fā)明將溫度傳感器3測量得到的環(huán)境溫度和設(shè)定的目標(biāo)溫度作為控溫算法的輸入?yún)?shù)，根據(jù)實際溫度和目標(biāo)溫度差值的絕對值，控制供給電加熱帶5電壓的占空比，進(jìn)而控制電加熱帶5的加熱功率(溫度差值越小，占空比越小，電加熱帶的的加熱功率越低，電加熱帶的加熱功率減小的幅度與溫度差值的倒數(shù)呈對數(shù)關(guān)系)，直到分光器箱體6的溫度達(dá)到設(shè)定值，并保持恒定不變(設(shè)定的溫度肯定比室溫要高，保溫材料很難達(dá)到絕對保溫，只要達(dá)到讓散掉的熱量與加熱的熱量保持動態(tài)的平衡即可)。通過這樣的措施，可以使得分光器箱體6各個部分和光電器件的溫度變化不超過±0.2°C，可以有效的抑制由于環(huán)境溫度變化所引起的溫漂。
[0025]此外，本發(fā)明在保溫箱7與分光器箱體6之間留有一定間隙，可以使得熱空氣分布在整個分光器箱體周圍，通過空氣進(jìn)行熱交換，這樣做相當(dāng)于對整個分光器箱體進(jìn)行加熱，避免了局部受熱不均，導(dǎo)致熱變形引起溫漂。
[0026]上述實施方式并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的技術(shù)方案范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也均屬于本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，包括分光器箱體(6)，其特征在于:它還包括保溫箱(7)、電加熱帶(5)、直流風(fēng)扇(4)、溫度傳感器(3);所述保溫箱(7)套置在分光器箱體(6)上，保溫箱(7)與分光器箱體(6)之間留有空隙； 所述保溫箱(7)與分光器箱體(6)之間的空隙內(nèi)一側(cè)設(shè)置有電加熱帶(5)，另一側(cè)設(shè)置有溫度傳感器(3);所述保溫箱(7)的四個內(nèi)角上均設(shè)置有一個直流風(fēng)扇(4);所述直流風(fēng)扇(4)、電加熱帶(5)均與微控制器(I)相連接； 所述溫度傳感器(3)通過控制算法電路(2)與微控制器(I)相連接;所述控制算法電路(2)由信號放大電路(8)、差分放大電路(9)、比較電路(10)和三角波電路(11)組成； 所述溫度傳感器(3)首先通過信號放大電路(8)與差分放大電路(9)相連接;溫度傳感器(3)將收集到的環(huán)境溫度在信號放大電路(8)中放大處理后上傳至差分放大電路(9); 所述差分放大電路(9)、三角波電路(11)的輸出端均與比較電路(10)相連接、輸入端均與微控制器(I)相連接;所述微控制器(I)將系統(tǒng)預(yù)設(shè)的目標(biāo)溫度傳遞給差分放大電路(9)后，由差分放大電路(9)對環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度進(jìn)行放大，再將放大信號與三角波電路(11)輸出的電信號同時上傳至比較電路(10);放大后的環(huán)境溫度、目標(biāo)溫度在比較電路(10)中進(jìn)行比較，產(chǎn)生占空比可變的脈沖信號； 所述比較電路(10)的輸出端與微控制器(I)的輸入端相連接；比較電路(10)將脈沖信號傳遞給微控制器(I)，在微控制器(I)中進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，從而控制供給電加熱帶(5)電壓的占空比，進(jìn)而控制電加熱帶(5)的加熱功率以及直流風(fēng)扇(4)的轉(zhuǎn)動情況，保證分光器箱體的溫度變化在恒定的范圍之內(nèi)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，其特征在于:所述溫度傳感器(3)為多個，多個溫度傳感器(3)均勻設(shè)置在保溫箱(7)與分光器箱體(6)之間的一側(cè)空隙內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，其特征在于:所述三角波電路(11)產(chǎn)生的三角波頻率由微控制器(I)進(jìn)行調(diào)配控制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于ICP光譜儀的恒溫控制裝置，其特征在于:所述微控制器(I)、控制算法電路(2)均安裝在分光器箱體(6)上。
【文檔編號】G01N21/73GK106092896SQ201610730011
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月25日
【發(fā)明人】戎西峰, 董樹懷, 王曉韜, 駱文杰, 費成振
【申請人】北京萬聯(lián)達(dá)信科儀器有限公司