专利名称：一种可自动控制液氮制冷式冷镜露点仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于计量测试技术领域，涉及湿度计量测试技术，特别涉及液氮制冷 式露点测试技术。
二、背景技术液氮制冷式冷镜露点仪是一种常用气体露点测量仪器，气体湿度领域应用最为广 泛的测量设备，其具有测量准确度高，测量范围广。在诸多行业如高压气体生产、化工制造 业及军工生产科研试验中都有应用，其具有测量速度快，测量范围宽等特点。现有的液氮制冷式露点仪的工作原理是利用液氮的低温特性达到快速降低镜面 温度的目的，从而使被检气体中的水蒸气凝结到露点仪镜面上，使红外线接收传感器检测 到的光信号发生变化，此时镜面下的钼电阻测得气体的露点温度值。由于液氮制冷的能力 强，液氮制冷式露点仪的测量范围宽，尤其是在低露点测试中优势较大。现有液氮制冷式露 点仪，采用加注液氮方式，通过手动方式控制机械结构(结构如附图1所示)控制制冷和测 量过程，测量结果与测量者的熟练程度的关联度程度比较高。在液氮制冷式露点仪的自动控制方面，未见报道。
三、发明内容本实用新型以提高仪器自动化程度和测量准确度为目的，提供一种可自动控制的 液氮制冷式露点仪。本实用新型的目的是这样实现的，采用电路反馈控制系统实时采集并处理由传感 器测得的降温速度和制冷强度等数据信息，通过位置调节装置带动制冷装置移动，调节导 热棒浸入液氮的深度，控制降温速度，从而达到快速准确测量气体露点的目的。本实用新型涉及的可自动控制液氮制冷式露点仪，由镜面露点测量系统和液氮制 冷系统组成，其特征在于所述液氮制冷系统由电路反馈控制系统、位置调节装置和液氮 制冷装置组成，电路反馈控制系统接收并处理来自露点测量系统的温度和降温速度数据信 息，经数据处理将位置调节指令传递到位置调节装置，并通过位置调节装置控制液氮制冷 装置的位置，调节与镜面6相连的导热棒5浸入液氮的深度，实现对露点测量系统的温度和 降温速度的调节与控制；电路反馈控制系统兼具测量结果显示功能(结构如附图2所示)。本实用新型涉及的可自动控制液氮制冷式露点仪，由镜面露点测量系统和液氮制 冷系统组成，其特征在于所述位置调节装置由步进电机13、传动轴2和托盘3组成，步进 电机13接收来自电路反馈控制系统的调节指令，通过传动轴2带动托盘3移动，实现对导 热棒5浸入液氮深度的调节。本实用新型涉及的可自动控制液氮制冷式冷镜露点仪结构简单、操作方便，实时 控制导热棒的移动量，充分发挥液氮低温特性，制冷快，有效缩短仪器平衡时间和测量时 间，显著提高测试工作效率。可有效避免手动调节的繁琐与疲劳的同时，消除人为因素的影 响，提高测量结果的准确性。特别适用于高强度测试工作，有效降低测试工作劳动强度。四
附图1 一种在用液氮制冷式露点仪结构示意图附图2 —种可自动控制液氮制冷式露点仪结构示意图附图3可自动控制液氮制冷式露点仪传感器结构示意图附图4 一种可自动控制液氮制冷式露点仪结构示意图1-手动旋钮；2-传动轴；3-托盘；4-液氮杜瓦瓶；5-导热棒；6_镜面；7_露点仪测 量腔体；8-测量与显示系统；9-钼电阻温度计；10-导热棒基座；11-光电发射装置；12-光 电接收装置；13-步进式电机；14-液压试验升降台；15电路反馈控制系统
五、具体实施方案下面结合具体实施例对本实用新型涉及的技术方案做进一步详细说明，但不作为 对本实用新型涉及技术方案的限制，任何一种可以实现位置固定并根据指令实现自动调节 的方案均构成本实用新型的一部分。实施例一一种可自动控制液氮制冷式露点仪，露点仪结构如附图2所示，镜面露点测量系 统如附图3所示。镜面露点测量系统由表面镀锗铑合金的直径Icm圆形镜面6、PT100精密 钼电阻9、光电发射装置11、光电接收装置12、露点仪测量腔体7和显示系统组成，镜面6通 过铜导热棒基座10与作为导热棒5的直径0. 5cm的铜棒可靠连接，钼电阻9埋入镜面6。 位置调节装置由30W步进电机13、齿轮传动轴2和托盘3组成，托盘固定在齿轮传动轴上， 步进电机带动齿轮传动轴实现托盘的位置调整；用250ml不锈钢真空保温杯作为液氮杜瓦 瓶稳定置于托盘上。电路反馈控制系统15为预置数据处理程序的单片机系统，该系统接收并处理来 自测量系统温度和降温速度数据信息，根据数据处理结果向步进电机发出调节和控制指 令；PC机兼做测量系统显示器。使用时，手动调整托盘位置，使导热棒接近但不接触液氮，固定托盘；向真空保温 杯中注入液氮；启动测量控制系统，步进电机带动齿轮传动轴调整托盘位置使导热棒5插 入液氮对镜面降温。电路反馈控制系统15通过钼电阻温度计9实时测量并提取镜面温度， 经过预置数据处理系统向步进式电机13发出指令，带动齿轮传动轴2转动使托盘3做预期 的升降，通过调整热棒5浸入液氮的深度实现降温速度的控制，从而进行镜面露点测量。该露点仪通过电路反馈控制系统控制步进式电机，通过采集到的降温速率反馈到 控制系统，再实时改变步进式电机的控制信号，从而使仪器达到自动控制、自动测量的理想 状态。测量范围-120°C +20°C，测量精度士2°C，平衡时间相对手动调节测量缩短40%。实施例二一种可自动控制液氮制冷式露点仪采用小型液压试验升降台作为位置调节装置 (结构见附图4)，液氮杜瓦瓶稳定置于托盘上，液压试验升降台由电路反馈控制系统精确 控制，其余同实施例一。该露点仪测量范围-120°C +20°C，测量精度士2°C，平衡时间相对手动调节测量 缩短近50%。[0024] 本例涉及的露点仪，在采用精度更高的测量传感系统时，可以获得更高的测量精度。
权利要求一种可自动控制液氮制冷式露点仪，由镜面露点测试系统和液氮制冷系统组成，其特征在于所述液氮制冷系统由电路反馈控制系统(15)、位置调节装置和液氮制冷装置组成，电路反馈控制系统接收并处理来自露点测试系统的温度和降温速度数据信息，经数据处理将位置调节指令传递到位置调节装置，并通过位置调节装置控制液氮制冷装置的位置，调节与镜面(6)相连的导热棒(5)浸入液氮的深度，实现对露点测试系统的温度和降温速度的调节与控制；电路反馈控制系统(15)兼具测试结果显示功能。
2.权利要求1涉及的可自动控制液氮制冷式露点仪，由镜面露点测试系统和液氮制冷 系统组成，其特征在于所述位置调节装置由步进电机(13)、传动轴(2)和托盘⑶组成， 步进电机(13)接收来自电路反馈控制系统的调节指令，通过传动轴(2)带动托盘(3)移 动，调节导热棒(5)浸入液氮的深度。
专利摘要本实用新型属于计量测试技术领域，涉及的可自动控制液氮制冷式露点仪，由镜面露点测试系统和液氮制冷系统组成，液氮制冷系统包括电路反馈控制系统、位置调节装置和液氮制冷装置，电路反馈控制系统接收并处理来自露点测试系统的温度和降温速度数据信息，将调节指令传递到位置调节装置，并通过位置调节装置控制液氮制冷装置的位置，调节导热棒浸入液氮的深度，实现对露点测试系统的温度和降温速度的调节与控制。该仪器结构简单、操作方便，制冷速度快，有效缩短仪器平衡时间和测量时间，显著提高测试工作效率，消除人为因素的影响，提高测量结果的准确性。特别适用于高强度测试工作，有效降低测试工作劳动强度。
文档编号G01N25/68GK201740754SQ201020252290
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月8日 优先权日2010年7月8日
发明者崔剑, 张学范, 张蕾, 辛宗伟 申请人:中国兵器工业集团第五三研究所