一種新型光室恒溫系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型光室恒溫系統，包括光譜儀光室，多個加熱元器件，和加熱元器件一一對應的溫度傳感器；加熱元器件安裝在光譜儀光室外側表面上；溫度傳感器安裝在光譜儀光室內側表面，且與加熱元器件一一對應；在恒溫系統中，溫度控制系統通過安裝在光譜儀光室內側表面的溫度傳感器得到光譜儀光室內部溫度，對采集回來的所有溫度數據進行加權優化計算后，再結合PID控制原則，得出每一個所述加熱元器件的PWM控制信號，驅動所述加熱元器件對光室進行加熱并穩定在預定溫度值；本發明可以快速恒溫，減少測量誤差，保證整個光室溫度的均勻性。
【專利說明】一種新型光室恒溫系統
[0001]
技術領域
[0002]本發明涉及光譜儀領域，特別是涉及一種新型光室恒溫系統。
【背景技術】
[0003]目前市場上光譜儀通用的恒溫方法是發熱元件加風扇吹掃，這種方法的升溫時間和溫度穩定時間都很長，而且溫度的穩定性也不高，整個光室的溫度不均勻，對光譜儀的測量誤差產生了一定的影響，因此需要進一步減少測量誤差，保證整個光室溫度的均勻性，由此需特設計一種新型光室恒溫系統。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，需要克服現有技術中的上述缺陷中的至少一個，本發明提供了一種新型光室恒溫系統，包括光譜儀光室，多個加熱元器件，和所述加熱元器件一一對應的溫度傳感器;所述加熱元器件安裝在所述光譜儀光室外側表面上;所述溫度傳感器安裝在所述光譜儀光室內側表面，且與所述加熱元器件一一對應;所述恒溫系統還包括溫度控制系統，所述溫度控制系統通過安裝在所述光譜儀光室內側表面的溫度傳感器得到所述光譜儀光室內部溫度，對采集回來的所有溫度數據進行加權優化計算后，再結合PID控制原則，得出每一個所述加熱元器件的PWM控制信號，驅動所述加熱元器件對所述光室進行加熱并穩定在預定溫度值。
[0005]根據本專利【背景技術】中對現有技術所述，目前采用的方法升溫時間和溫度穩定時間都很長，而且溫度的穩定性也不高，整個光室的溫度不均勻，對光譜儀的測量誤差產生了一定的影響；而本發明公開的恒溫系統，通過對來自與加熱部件一一對應的溫度傳感器的反饋信號進行加權優化計算處理以及使用PID控制原則得到PffM控制信號對加熱部件進行控制，可以減少測量誤差，保證整個光室溫度的均勻性。
[0006]另外，根據本發明公開的一種新型光室恒溫系統還具有如下附加技術特征:
進一步地，所述加熱元器件及所述溫度傳感器的數量為η，所述加權優化計算公式為:
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，加權系數K1 K12 K13 K14…Κ1η.._Κη通過建模由熱學分析軟件Flothenn計算出初值，然后在多次的試驗測試中進行修正之后的值。
[0007]進一步地，所述溫度傳感器的反饋信號通過放大器放大后進入ADC轉換芯片，經過轉換后的信號數字值傳入所述溫度控制系統。
[0008]每個溫度傳感器的反饋信號經過放大器放大后進入ADC轉換芯片，經過轉換后的信號數字值傳入控制單元-單片機，控制單元把采集回來的所有溫度數據進行加權優化計笪并O
[0009]進一步地，所述溫度控制系統通過運算放大器放大后驅動聯結每個所述加熱元器件。
[0010]控制單元根據優化計算的結果，再結合PID控制原則，最終得出每個加熱單元的PffM控制信號，PWM控制信號經過運算放大器放大后驅動連接每個加熱單元的三極管，實現加熱的最優控制。
[0011 ]更進一步地，所述運算放大器與所述加熱元器件之間還包括具有三極管的部件。
[0012]進一步地，所述光室恒溫系統外部還包裹有保溫材料。
[0013]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
[0014]
【附圖說明】
[0015]本發明的上述和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1是本發明的新型光室恒溫系統的示意圖；
圖2是本發明光室恒溫系統外部的示意圖；
圖中，10光室，20加熱元器件，30溫度傳感器，40保溫材料。
【具體實施方式】
[0016]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件;下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0017]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“底”、“頂”、“前”、“后”、“內”、“外”、“橫”、“豎”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0018]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“聯接”、“連通”、“相連”、“連接”、“配合”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是兩個元件內部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連；“配合”可以是面與面的配合，也可以是點與面或線與面的配合，也包括孔軸的配合，對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0019]本發明的發明構思如下，通過對來自與加熱部件一一對應的溫度傳感器的反饋信號進行加權優化計算處理以及使用PID控制原則得到PffM控制信號對加熱部件進行控制，可以減少測量誤差，保證整個光室溫度的均勻性。
[0020]根據本發明的實施例，包括光譜儀光室10，多個加熱元器件20，和所述加熱元器件20—一對應的溫度傳感器30;所述加熱元器件20安裝在所述光譜儀光室10外側表面上;所述溫度傳感器30安裝在所述光譜儀光室10內側表面，且與所述加熱元器件20—一對應;所述恒溫系統還包括溫度控制系統，所述溫度控制系統通過安裝在所述光譜儀光室10內側表面的溫度傳感器30得到所述光譜儀光室10內部溫度，對采集回來的所有溫度數據進行加權優化計算后，再結合PID控制原則，得出每一個所述加熱元器件20的PffM控制信號，驅動所述加熱元器件20對所述光室10進行加熱并穩定在預定溫度值。
[0021]另外，根據本發明公開的一種新型光室恒溫系統的還具有如下附加技術特征:
根據本發明的一些實施例，所述加熱元器件20及所述溫度傳感器30的數量為n，所述加權優化計算公式為:
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，加權系數K1 K12 K13 K14…Κ1η...Κη通過建模由熱學分析軟件Flotherm計算出初值，然后在多次的試驗測試中進行修正之后的值。
[0022]
根據本發明的一些實施例，所述溫度傳感器30的反饋信號通過放大器放大后進入ADC轉換芯片，經過轉換后的信號數字值傳入所述溫度控制系統。
[0023]每個溫度傳感器30的反饋信號經過放大器放大后進入ADC轉換芯片，經過轉換后的信號數字值傳入控制單元-單片機，控制單元把采集回來的所有溫度數據進行加權優化計算。
[0024]根據本發明的一些實施例，所述溫度控制系統通過運算放大器放大后驅動聯結每個所述加熱元器件20。
[0025]控制單元根據優化計算的結果，再結合PID控制原則，最終得出每個加熱單元的PffM控制信號，PWM控制信號經過運算放大器放大后驅動連接每個加熱單元的三極管，實現加熱的最優控制。
[0026]進一步地，所述運算放大器與所述加熱元器件20之間還包括具有三極管的部件。
[0027]根據本發明的一些實施例，所述光室恒溫系統外部還包裹有保溫材料40。
[0028]任何提及“一個實施例”、“實施例”、“示意性實施例”等意指結合該實施例描述的具體構件、結構或者特點包含于本發明的至少一個實施例中；在本說明書各處的該示意性表述不一定指的是相同的實施例；而且，當結合任何實施例描述具體構件、結構或者特點時，所主張的是，結合其他的實施例實現這樣的構件、結構或者特點均落在本領域技術人員的范圍之內。
[0029]盡管參照本發明的多個示意性實施例對本發明的【具體實施方式】進行了詳細的描述，但是必須理解，本領域技術人員可以設計出多種其他的改進和實施例，這些改進和實施例將落在本發明原理的精神和范圍之內；具體而言，在前述公開、附圖以及權利要求的范圍之內，可以在零部件和/或者從屬組合布局的布置方面作出合理的變型和改進，而不會脫離本發明的精神;除了零部件和/或布局方面的變型和改進，其范圍由所附權利要求及其等同物限定。
【主權項】
1.一種新型光室恒溫系統，其特征在于，包括光譜儀光室，多個加熱元器件，和所述加熱元器件一一對應的溫度傳感器； 所述加熱元器件安裝在所述光譜儀光室外側表面上；所述溫度傳感器安裝在所述光譜儀光室內側表面，且與所述加熱元器件一一對應；所述恒溫系統還包括溫度控制系統，所述溫度控制系統通過安裝在所述光譜儀光室內側表面的溫度傳感器得到所述光譜儀光室內部溫度，對采集回來的所有溫度數據進行加權優化計算后，再結合PID控制原則，得出每一個所述加熱元器件的PffM控制信號，驅動所述加熱元器件對所述光室進行加熱并穩定在預定溫度值。2.根據權利要求1所述的一種新型光室恒溫系統，其特征在于，所述加熱元器件及所述溫度傳感器的數量為η，所述加權優化計算公式為: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，加權系數K1 K12 K13 Ku--- Κ1η...Κη通過建模由熱學分析軟件Flotherm計算出初值，然后在多次的試驗測試中進行修正之后的值。3.根據權利要求1所述的一種新型光室恒溫系統，其特征在于，所述溫度傳感器的反饋信號通過放大器放大后進入ADC轉換芯片，經過轉換后的信號數字值傳入所述溫度控制系統。4.根據權利要求1所述的一種新型光室恒溫系統，其特征在于，所述溫度控制系統通過運算放大器放大后驅動聯結每個所述加熱元器件。5.根據權利要求4中所述的一種新型光室恒溫系統，其特征在于，所述運算放大器與所述加熱元器件之間還包括具有三極管的部件。6.根據權利要求1所述的一種新型光室恒溫系統，其特征在于，所述光室恒溫系統外部還包裹有保溫材料。
【文檔編號】G05D23/20GK105929870SQ201610557601
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月15日
【發明人】劉召貴, 李勝輝
【申請人】江蘇天瑞儀器股份有限公司