半导体制冷雾化系统的制作方法

本实用新型涉及光谱仪的生产与制作技术领域，尤其是涉及一种半导体制冷雾化系统。

背景技术：

icp发射光谱仪即电感耦合等离子体光谱仪，icp发射光谱法是根据处于激发态的待测元素原子回到基态时发射的特征谱线对待测元素进行分析的方法，icp发射光谱仪主要应用于无机元素的定性及定量分析。

目前市场上光谱仪雾化室制冷采用三端稳压器控制半导体单点制冷通过金属传导覆盖整个雾化室，这种方法的制冷时间和温度稳定时间都很长，而且温度的稳定性也不高，整个雾化室的温度不均匀，在零度以下雾化室有明显温度梯度出现，对光谱仪测量石化行业(常温易挥发)样品产生了一定的影响。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种温度快速稳定且均匀性好的半导体制雾化系统。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种半导体制冷雾化系统，包括雾化室，在所述的雾化室两侧设置制冷半导体，在所述的雾化室外部导热区域中心位置设置热敏电阻，该系统还包括一控制端，在所述的控制端内设置控制电路以及调整电路，所述的控制电路对制冷半导体的工作进行控制，所述的调整电路接收热敏电阻的信号进行处理后反馈至控制电路内，控制电路调整制冷半导体的工作状态。

进一步具体的，所述的控制电路包括用于接收调整电路信号的处理单元、用于控制制冷半导体开启与关闭的开关单元以及用于给处理单元与开关单元供电的供电单元。

进一步具体的，所述的处理单元包括型号为tps40077pwp的处理芯片，所述的处理芯片的1脚通过第一电阻后分为三路，第一路连接供电单元的正极，第二路通过第六电容后接地，第三路依次通过第二十一电阻与发光二极管后接地；所述的处理芯片的2脚通过第四电阻后接地；所述的处理芯片的3脚通过第七电容后接地；所述的处理芯片的5脚接地；所述的处理芯片的6脚通过第九电容后接地；所述的处理芯片的8脚分为两路，第一路通过第十七电容与第六电阻后连接于处理芯片的7脚，第二路通过第十八电容后连接于处理芯片的7脚；所述的处理芯片的9脚分为两路，第一路通过第十电容后连接于处理芯片的11脚，第二路接地；所述的处理芯片的10脚与13脚为pwm信号输出至开关单元；所述的处理芯片的11脚通过第一二极管后分为两路，第一路连接于处理芯片的14脚，第二路通过第八电容后连接于处理芯片的12脚；所述的处理芯片的15脚连接供电单元的正极；所述的处理芯片的16脚分为两路，第一路通过第二电阻后连接供电单元的正极，第二路通过第三电容后连接供电单元的正极。

进一步具体的，所述的开关单元包括型号为sts26n3llh6的第一mosfet管、第二mosfet管以及电感，所述的第一mosfet管的1脚、2脚以及3脚均连接于处理芯片的12脚，4脚通过第三电阻连接于处理芯片的13脚，5脚、6脚、7脚以及8脚均连接于供电单元的正极；所述的第二mosfet管的1脚、2脚以及3脚接地，4脚通过第五电阻后连接于处理芯片的10脚，5脚、6脚、7脚以及8脚均连接于处理芯片的12脚；所述的电感的一端分为两路，第一路连接于处理芯片的12脚，第二路通过第十六电容后接地；所述的电感的另一端分为五路，第一路通过第十三电容后接地，第二路通过第十四电容后接地，第三路通过第十五电容后接地，第四路连接于制冷半导体的4脚，第五路连接于制冷半导体的3脚；所述的制冷半导体的1脚与2脚均接地。

进一步具体的，所述的供电单元包括电源，所述的电源正极分为四路，第一路通过第一电容后接地，第二路通过第二电容后接地，第三路通过第四电容后接地，第四路通过第五电容后接地，所述的电源的负极接地。

进一步具体的，所述的调整电路包括型号为tl074cn的运算放大器以及用于输入设定值的可变电阻，所述的运算放大器的5脚连接在可变电阻的2脚上；所述的可变电阻的1脚通过第十八电阻后接地，3脚通过第十电阻后连接15vin的电压；所述的运算放大器的6脚与7脚连接；所述的运算放大器的10脚分为三路，第一路通过第十九电容后接地，第二路连接于热敏电阻的1脚，第三路通过第十四电阻后连接15vin的电压；所述的热敏电阻的2脚通过第二十五电阻后接地；所述的运算放大器的9脚与8脚连接；所述的运算放大器的8脚通过第十五电阻后分为两路，第一路通过第十六电阻后接地，第二路连接于运算放大器的12脚；所述的运算放大器的13脚分为三路，第一路通过第八电阻后连接于运算放大器的7脚，第二路通过第二十一电容后连接于运算放大器的14脚，第三路通过第九电阻后连接于运算放大器的14脚；所述的运算放大器的4脚连接于15vin的电压，11脚接地；所述的运算放大器的14脚通过第十二电阻后分为两路，第一路反馈至控制电路，第二路通过第十三电阻后连接于制冷半导体。

本实用新型的有益效果是：通过上述系统，使用制冷半导体进行制冷，并通过热敏电阻检测内部温度并通过调整电路反馈至控制电路，而控制电路调整制冷半导体的工作状态，实现了快速稳定到目标温度且稳定性高，同时使得雾化室内温度均匀，电源利用率提高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型控制电路的电路图；

图3是本实用新型调整电路的电路图。

图中：1、雾化室；2、制冷半导体；3、热敏电阻；4、控制端；5、保温材料。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述。

如图1所示一种半导体制冷雾化系统，包括雾化室1，在所述的雾化室1两侧设置制冷半导体2，制冷半导体2通过固定装置进行固定，在所述的雾化室1外部导热区域中心位置设置热敏电阻3，即位于两个制冷半导体2之间中心的位置，该系统还包括一控制端4，在所述的控制端4内设置控制电路以及调整电路，所述的控制电路对制冷半导体2的工作进行控制，所述的调整电路接收热敏电阻3的信号进行处理后反馈至控制电路内，控制电路调整制冷半导体2的工作状态；同时，在雾化室1的外部用保温材料5包裹，减少热量交换，提高制冷的效率；其中，控制电路包括用于接收调整电路信号的处理单元、用于控制制冷半导体2开启与关闭的开关单元以及用于给处理单元与开关单元供电的供电单元。在调整电路内设定相应的温度值，处理单元通过开关单元开启制冷半导体2工作，此时热敏电阻3对雾化室1的温度进行检测，并将检测到的信号传递至调整电路内，而在调整电路内将热敏电阻3检测到的温度信号与预先设定的温度信号进行对比并将对比结果反馈至处理单元，而处理单元根据对比结果调整制冷半导体2的工作状态，对比结果相差较大时提高制冷半导体2的制冷功率，对比结果相差较小时降低制冷半导体2的制冷效率。

基于上述控制系统，如图2所示其中处理单元包括型号为tps40077pwp的处理芯片u1(dc/dc芯片)，所述的处理芯片u1的1脚通过第一电阻r1后分为三路，第一路连接供电单元的正极，第二路通过第六电容c6后接地，第三路依次通过第二十一电阻r21与发光二极管d2后接地；所述的处理芯片u1的2脚通过第四电阻r4后接地；所述的处理芯片u1的3脚通过第七电容c7后接地；所述的处理芯片u1的5脚接地；所述的处理芯片u1的6脚通过第九电容c9后接地；所述的处理芯片u1的8脚分为两路，第一路通过第十七电容c17与第六电阻r6后连接于处理芯片u1的7脚，第二路通过第十八电容c18后连接于处理芯片u1的7脚；所述的处理芯片u1的9脚分为两路，第一路通过第十电容c10后连接于处理芯片u1的11脚，第二路接地；所述的处理芯片u1的10脚与13脚为pwm信号输出至开关单元；所述的处理芯片u1的11脚通过第一二极管d1后分为两路，第一路连接于处理芯片u1的14脚，第二路通过第八电容c8后连接于处理芯片u1的12脚；所述的处理芯片u1的15脚连接供电单元的正极；所述的处理芯片u1的16脚分为两路，第一路通过第二电阻r2后连接供电单元的正极，第二路通过第三电容c3后连接供电单元的正极。

开关单元包括型号为sts26n3llh6的第一mosfet管q1、第二mosfet管q2以及电感l3，所述的第一mosfet管q1的1脚、2脚以及3脚均连接于处理芯片u1的12脚，4脚通过第三电阻r3连接于处理芯片u1的13脚，5脚、6脚、7脚以及8脚均连接于供电单元的正极；所述的第二mosfet管q2的1脚、2脚以及3脚接地，4脚通过第五电阻r5后连接于处理芯片u1的10脚，5脚、6脚、7脚以及8脚均连接于处理芯片u1的12脚；所述的电感l3的一端分为两路，第一路连接于处理芯片u1的12脚，第二路通过第十六电容c16后接地；所述的电感l3的另一端分为五路，第一路通过第十三电容c13后接地，第二路通过第十四电容c14后接地，第三路通过第十五电容c15后接地，第四路连接于制冷半导体2的4脚，第五路连接于制冷半导体2的3脚；所述的制冷半导体2的1脚与2脚均接地。电感l3与第十三电容c13、第十四电容c14以及第十五电容c15起到滤波储能的功能。制冷半导体2有两个，1脚与3脚对应其中一个，2脚与4脚对应另一个，两个制冷半导体2设置在雾化室的两侧。

供电单元包括电源p1，所述的电源p1正极分为四路，第一路通过第一电容c1后接地，第二路通过第二电容c2后接地，第三路通过第四电容c4后接地，第四路通过第五电容c5后接地，所述的电源p1的负极接地。

如图3所示调整电路包括型号为tl074cn的运算放大器ic4以及用于输入设定值的可变电阻r7，所述的运算放大器ic4的5脚连接在可变电阻r7的2脚上；所述的可变电阻r7的1脚通过第十八电阻r18后接地，3脚通过第十电阻r10后连接15vin的电压；所述的运算放大器ic4的6脚与7脚连接；所述的运算放大器ic4的10脚分为三路，第一路通过第十九电容c19后接地，第二路连接于热敏电阻3的1脚，第三路通过第十四电阻r14后连接15vin的电压；所述的热敏电阻3的2脚通过第二十五电阻r25后接地；所述的运算放大器ic4的9脚与8脚连接；所述的运算放大器ic4的8脚通过第十五电阻r15后分为两路，第一路通过第十六电阻r16后接地，第二路连接于运算放大器ic4的12脚；所述的运算放大器ic4的13脚分为三路，第一路通过第八电阻r8后连接于运算放大器ic4的7脚，第二路通过第二十一电容c21后连接于运算放大器ic4的14脚，第三路通过第九电阻r9后连接于运算放大器ic4的14脚；所述的运算放大器ic4的4脚连接于15vin的电压，11脚接地；所述的运算放大器ic4的14脚通过第十二电阻r12后分为两路，第一路反馈至控制电路，第二路通过第十三电阻r13后连接于制冷半导体2；15vin的电压通过第二十二电容c22后接地。

综上，采用处理芯片u1通过10脚与13脚输出pwm信号，控制外部第一mosfet管q1、第二mosfet管q2驱动制冷半导体2，热敏电阻3分压得到的电压值与温度设定值分别进行电压跟随(ic4c、ic4b)，然后进行差分放大(ic4d)，差分放大后的电压与制冷输出电压再次通过第十二电阻r12分压后接入处理芯片u1的电压反馈引脚fb，控制处理芯片u1输出的pwm波形的占空比来改变制冷电流，大大提高了电源p1的利用率。制冷半导体p2安装在雾化室1两端，热敏电阻3安装在两个制冷半导体2中间位置。整个雾化室1外面包裹的保温材料5减少了热量的交换，提高了制冷的效率。雾化室1的温度稳定性能保持在±0.1℃以内，温度均匀性能保持在±0.1℃以内，大大的降低了光谱仪样品常温下挥发带来的测量误差。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。