一种新型光室恒温系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种新型光室恒温系统，包括光谱仪光室，多个加热元器件，和加热元器件一一对应的温度传感器；加热元器件安装在光谱仪光室外侧表面上；温度传感器安装在光谱仪光室内侧表面，且与加热元器件一一对应；在恒温系统中，温度控制系统通过安装在光谱仪光室内侧表面的温度传感器得到光谱仪光室内部温度，对采集回来的所有温度数据进行加权优化计算后，再结合PID控制原则，得出每一个所述加热元器件的PWM控制信号，驱动所述加热元器件对光室进行加热并稳定在预定温度值；本发明可以快速恒温，减少测量误差，保证整个光室温度的均匀性。
【专利说明】一种新型光室恒温系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及光谱仪领域，特别是涉及一种新型光室恒温系统。
【背景技术】
[0003]目前市场上光谱仪通用的恒温方法是发热元件加风扇吹扫，这种方法的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，整个光室的温度不均匀，对光谱仪的测量误差产生了一定的影响，因此需要进一步减少测量误差，保证整个光室温度的均匀性，由此需特设计一种新型光室恒温系统。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，需要克服现有技术中的上述缺陷中的至少一个，本发明提供了一种新型光室恒温系统，包括光谱仪光室，多个加热元器件，和所述加热元器件一一对应的温度传感器;所述加热元器件安装在所述光谱仪光室外侧表面上;所述温度传感器安装在所述光谱仪光室内侧表面，且与所述加热元器件一一对应;所述恒温系统还包括温度控制系统，所述温度控制系统通过安装在所述光谱仪光室内侧表面的温度传感器得到所述光谱仪光室内部温度，对采集回来的所有温度数据进行加权优化计算后，再结合PID控制原则，得出每一个所述加热元器件的PWM控制信号，驱动所述加热元器件对所述光室进行加热并稳定在预定温度值。
[0005]根据本专利【背景技术】中对现有技术所述，目前采用的方法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，整个光室的温度不均匀，对光谱仪的测量误差产生了一定的影响；而本发明公开的恒温系统，通过对来自与加热部件一一对应的温度传感器的反馈信号进行加权优化计算处理以及使用PID控制原则得到PffM控制信号对加热部件进行控制，可以减少测量误差，保证整个光室温度的均匀性。
[0006]另外，根据本发明公开的一种新型光室恒温系统还具有如下附加技术特征:
进一步地，所述加热元器件及所述温度传感器的数量为η，所述加权优化计算公式为:
Vl=Kl*Tl+ Kl2*T2+ Kl3*T3+ Kl4*T4."+ Kln*Tn;
V2=K21*Tl+ Κ2*Τ2+ Κ23*Τ3+ Κ24*Τ4.._+ Κ2η*Τη;
Vn=Knl^Tl+ Κη2*Τ2+ Κη3*Τ3+ Κη4*Τ4.._+ Kn^Tn ；
其中，加权系数K1 K12 K13 K14…Κ1η.._Κη通过建模由热学分析软件Flothenn计算出初值，然后在多次的试验测试中进行修正之后的值。
[0007]进一步地，所述温度传感器的反馈信号通过放大器放大后进入ADC转换芯片，经过转换后的信号数字值传入所述温度控制系统。
[0008]每个温度传感器的反馈信号经过放大器放大后进入ADC转换芯片，经过转换后的信号数字值传入控制单元-单片机，控制单元把采集回来的所有温度数据进行加权优化计笪并O
[0009]进一步地，所述温度控制系统通过运算放大器放大后驱动联结每个所述加热元器件。
[0010]控制单元根据优化计算的结果，再结合PID控制原则，最终得出每个加热单元的PffM控制信号，PWM控制信号经过运算放大器放大后驱动连接每个加热单元的三极管，实现加热的最优控制。
[0011 ]更进一步地，所述运算放大器与所述加热元器件之间还包括具有三极管的部件。
[0012]进一步地，所述光室恒温系统外部还包裹有保温材料。
[0013]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
[0014]
【附图说明】
[0015]本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1是本发明的新型光室恒温系统的示意图；
图2是本发明光室恒温系统外部的示意图；
图中，10光室，20加热元器件，30温度传感器，40保温材料。
【具体实施方式】
[0016]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件;下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0017]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、“顶”、“前”、“后”、“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0018]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0019]本发明的发明构思如下，通过对来自与加热部件一一对应的温度传感器的反馈信号进行加权优化计算处理以及使用PID控制原则得到PffM控制信号对加热部件进行控制，可以减少测量误差，保证整个光室温度的均匀性。
[0020]根据本发明的实施例，包括光谱仪光室10，多个加热元器件20，和所述加热元器件20—一对应的温度传感器30;所述加热元器件20安装在所述光谱仪光室10外侧表面上;所述温度传感器30安装在所述光谱仪光室10内侧表面，且与所述加热元器件20—一对应;所述恒温系统还包括温度控制系统，所述温度控制系统通过安装在所述光谱仪光室10内侧表面的温度传感器30得到所述光谱仪光室10内部温度，对采集回来的所有温度数据进行加权优化计算后，再结合PID控制原则，得出每一个所述加热元器件20的PffM控制信号，驱动所述加热元器件20对所述光室10进行加热并稳定在预定温度值。
[0021]另外，根据本发明公开的一种新型光室恒温系统的还具有如下附加技术特征:
根据本发明的一些实施例，所述加热元器件20及所述温度传感器30的数量为n，所述加权优化计算公式为:
Vl=Kl*Tl+ Kl2*T2+ Kl3*T3+ Kl4*T4...+ Κ?η*Τη；
V2=K21*Tl+ Κ2*Τ2+ Κ23*Τ3+ Κ24*Τ4...+ Κ2η*Τη；
Vn=Knl*Tl+ Κη2*Τ2+ Κη3*Τ3+ Κη4*Τ4...+ Κη*Τη；
其中，加权系数K1 K12 K13 K14…Κ1η...Κη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。
[0022]
根据本发明的一些实施例，所述温度传感器30的反馈信号通过放大器放大后进入ADC转换芯片，经过转换后的信号数字值传入所述温度控制系统。
[0023]每个温度传感器30的反馈信号经过放大器放大后进入ADC转换芯片，经过转换后的信号数字值传入控制单元-单片机，控制单元把采集回来的所有温度数据进行加权优化计算。
[0024]根据本发明的一些实施例，所述温度控制系统通过运算放大器放大后驱动联结每个所述加热元器件20。
[0025]控制单元根据优化计算的结果，再结合PID控制原则，最终得出每个加热单元的PffM控制信号，PWM控制信号经过运算放大器放大后驱动连接每个加热单元的三极管，实现加热的最优控制。
[0026]进一步地，所述运算放大器与所述加热元器件20之间还包括具有三极管的部件。
[0027]根据本发明的一些实施例，所述光室恒温系统外部还包裹有保温材料40。
[0028]任何提及“一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中；在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例；而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
[0029]尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的【具体实施方式】进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内；具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神;除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.一种新型光室恒温系统，其特征在于，包括光谱仪光室，多个加热元器件，和所述加热元器件一一对应的温度传感器； 所述加热元器件安装在所述光谱仪光室外侧表面上；所述温度传感器安装在所述光谱仪光室内侧表面，且与所述加热元器件一一对应；所述恒温系统还包括温度控制系统，所述温度控制系统通过安装在所述光谱仪光室内侧表面的温度传感器得到所述光谱仪光室内部温度，对采集回来的所有温度数据进行加权优化计算后，再结合PID控制原则，得出每一个所述加热元器件的PffM控制信号，驱动所述加热元器件对所述光室进行加热并稳定在预定温度值。2.根据权利要求1所述的一种新型光室恒温系统，其特征在于，所述加热元器件及所述温度传感器的数量为η，所述加权优化计算公式为:Vl=Kl*Tl+ Kl2*T2+ Kl3*T3+ Kl4*T4...+ Κ?η*Τη；V2=K21*Tl+ Κ2*Τ2+ Κ23*Τ3+ Κ24*Τ4...+ Κ2η*Τη；Vn=Knl*Tl+ Κη2*Τ2+ Κη3*Τ3+ Κη4*Τ4...+ Κη*Τη； 其中，加权系数K1 K12 K13 Ku--- Κ1η...Κη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。3.根据权利要求1所述的一种新型光室恒温系统，其特征在于，所述温度传感器的反馈信号通过放大器放大后进入ADC转换芯片，经过转换后的信号数字值传入所述温度控制系统。4.根据权利要求1所述的一种新型光室恒温系统，其特征在于，所述温度控制系统通过运算放大器放大后驱动联结每个所述加热元器件。5.根据权利要求4中所述的一种新型光室恒温系统，其特征在于，所述运算放大器与所述加热元器件之间还包括具有三极管的部件。6.根据权利要求1所述的一种新型光室恒温系统，其特征在于，所述光室恒温系统外部还包裹有保温材料。
【文档编号】G05D23/20GK105929870SQ201610557601
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】刘召贵, 李胜辉
【申请人】江苏天瑞仪器股份有限公司