专利名称：一种高精度温度控制微型色谱柱箱的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种分析仪器的部件，具体地说，涉及一种具有高精度温度控制系统的便携式微型、模块化毛细管色谱柱箱。
背景技术：
便携式微型色谱柱箱是在常温常压下工作的一种检测仪器。色谱柱箱内部的加热骨架采用金属材料制作毛细柱圆筒骨架，毛细柱缠绕在圆筒骨架上，通过电加热材料对毛细柱进行加热。再由热电阻将加热骨架的温度传感至温度控制电路，由其控制SSR(固态继电器)来达到调整温度之目的。
但是，由于加热材料和发热体的技术问题，目前，传统的便携式微型色谱柱箱的最高工作温度只能达到180℃～200℃，同时传统的便携式微型色谱柱箱的控制电路和固态继电器直接连接，温度控制电路利用SSR的通断来达到调整温度之目的(通常传统的色谱柱箱的温度控制精度在1℃)，这使得在通用性方面和对重现性要求较高的许多现代分析技术应用场合都无法满足近乎苛刻的指标要求。
发明内容
本发明需要解决的技术问题就在于克服现有传统的微型色谱柱箱应用技术中温度控制不精密的缺陷，提供一种新型的便携式微型色谱柱箱，它具有一体化、微型化、通用和模块化，保温性能优异，升/降温速度快、温度控制精度高等特点。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案本发明高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体，设置在箱体内的毛细柱加热骨架和缠绕在骨架上的毛细柱，设置在骨架内壁的加热装置及精密热电阻，设置在箱体外的温度控制系统，所述毛细柱加热骨架采用金属单质或金属合金材料，毛细柱采用石英材料，所述加热装置为涂敷在骨架内壁上的柔性电加热膜或红外线加热膜，所述温度控制系统包括温度控制模块，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。
本发明所述骨架采用铝镁合金材料。
本发明所述骨架为圆筒形或圆柱形或球面形。优选地，为圆筒形，圆筒直径60mm～120mm、圆筒高度为40mm～100mm，壁厚0.2mm～3mm。
本发明毛细柱和骨架之间设置有导热弹性垫，毛细柱以最小的曲率紧密缠绕在骨架上，毛细柱缠绕总长度为1米～60米、排列方式为紧密排列或间隔排列。
本发明所述柔性电加热膜由耐高温的纤维增强材料作为主绝缘体以及合金电阻丝或合金箔电路集合而成，所述主绝缘为硅橡胶，所述合金为镍铬合金。
本发明所述电加热薄膜涂敷厚度为1mm～4mm，涂敷方法为整体粘贴、喷涂。
本发明所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在铝镁合金加热骨架表层上。
本发明所述温度控制模块具有PID调节控制、模糊调节控制和自适应调节控制功能。
本发明所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小为4～20mA时，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，实现调压。
本发明所述箱体内设置有一对轴向控制风扇和保温系统。所述保温系统采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在柱箱四周内壁。
本发明所述箱体外部尺寸为长*宽*高等于80mm～160mm*80mm～160mm*80mm～160mm。
本发明的工作原理为本发明所述色谱柱箱内部的骨架使用镁铝合金加热材料制作，毛细柱缠绕在骨架上，通过紧密结合的柔性电加热膜直接对毛细柱传导加热。再由热电阻将加热的温度传感至温度控制模块的信号输入端，由温度控制模块进行调整控制。然后，温度控制模块输出端改变控制电流，使隔离型单相交流调压模块触发相应的可控硅导通，从而达到移相调压、调整温度之目的。同时采用一对轴向控制风扇对空气搅拌辅助升/降温控制和箱体保温，实现快速、无超调和精确的温度控制。
本发明所述骨架采用镁铝合金材料，其导热系数较铝材料高近2倍，热膨胀系数和强度都较铝材料要好。同时，在空气中有一层无色致密耐腐蚀性的保护氧化膜，导电、导热性能优异，受热均匀、散热好易加工、耐冲击。
本发明毛细管色谱柱为石英材料，通过采用导热弹性垫，以最小的曲率紧密缠绕在骨架上，解决了在高温环境下(180℃)骨架的热膨胀特性可能导致紧密缠绕在骨架上的石英材料毛细管色谱柱产生断裂和损坏的问题，以及诸如热膨胀、加热速率、热均匀性和宽的温度范围(室温～200℃)等多种因素的问题。
本发明所述柔性电加热膜，其采用耐高温、绝缘性能佳、强度好的硅橡胶、耐高温的纤维增强材料以及合金电阻丝或合金箔电路集合而成的软性电加热器材，其耐高温、绝缘性能佳、强度高、加热效率高和加热功率可调整。同时加热膜可依被加热物体几何形状而改变，有力地提高了加热的均匀性。本发明所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在加热骨架表层上，以获得高的测量精度和好响应时间。
本发明所述温度控制器具有多种控制功能PID调节控制，模糊调节控制，自适应调节控制等。本发明控制温度范围室温～200℃，控制精度±0.1℃(注传统的微型色谱柱箱温度控制精度仅为±1℃)。
本发明所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小(4～20mA)，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，从而达到调压的目的。
本发明辅助升/降温控制风扇系统，针对在快速多段落程序升温过程中往往产生过调的问题，利用一对轴向控制风扇对空气搅拌，实现温度辅助的精确控制。
本发明保温系统，采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在柱箱四周内壁，提供一个优良的温度环境和保温能力，这对整体柱箱温度特性的改善和控制效果十分有利。
常规色谱柱箱外部物理尺寸约为300mm*300mm*300mm(长*宽*高)，本发明箱体最小外部物理尺寸约为80mm*80mm*80mm(长*宽*高)，大大减小了箱体尺寸，达到微型化目的。
本发明的有益效果本发明采用的温度控制模式达到5阶程序升温，利用温度控制模块控制隔离型单相交流调压模块和辅助升/降温控制风扇部件，具有加热与散热速度快、控制精度高，温度过冲较小、尤其是加热材料环保(加热材料的环保特性在国际上要求越来越高)等良好特点，在通用分析仪器，尤其是在现代小型、现场仪器和便携式分析仪器中具有相当广泛的用途与应用前景，具有显著的经济与社会效益。
图1为本发明结构示意图。
图中
1、箱体 2、毛细柱加热骨架 3、缠绕在骨架上的毛细柱4、加热装置5、精密热电阻6、温度控制模块7、隔离型单相交流调压模块8、一对轴向控制风扇9、保温系统具体实施方式
实施例1如图1所示，本发明高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体1，所述箱体外部尺寸为长*宽*高等于80mm*80mm*80mm，设置在箱体内的毛细柱加热骨架2和缠绕在骨架上的毛细柱3，设置在骨架内壁的加热装置4及精密热电阻5，设置在箱体外的温度控制系统。所述毛细柱加热骨架采用铝镁合金材料，骨架为圆柱形，圆柱直径60mm、圆柱高度为60mm，毛细柱采用石英玻璃，通过采用导热弹性垫，以最小的曲率紧密缠绕在骨架上，毛细柱缠绕总长度为1米、排列方式为紧密排列。所述加热装置为涂敷在骨架内壁上的硅橡胶柔性电加热膜，由耐高温的纤维增强材料作为主绝缘体以及合金电阻丝或合金箔电路集合而成，所述主绝缘为硅橡胶，所述合金为镍铬合金。所述电加热薄膜涂敷厚度为4mm，涂敷方法为整体粘贴。所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在加热骨架表层上。所述温度控制系统包括温度控制模块6，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块7连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。
本发明所述温度控制模块具有PID调节控制、模糊调节控制和自适应调节控制功能。
本发明所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小(4～20mA)，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，实现调压。
本发明所述箱体内设置有一对轴向控制风扇8和保温系统9。
本发明所述保温系统采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在箱体四周内壁。
实施例2如图1所示，本发明高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体1，所述箱体外部尺寸为长*宽*高等于160mm*160mm*160mm，设置在箱体内的毛细柱加热骨架2和缠绕在骨架上的毛细柱3，设置在骨架内壁的加热装置4及精密热电阻5，设置在箱体外的温度控制系统。所述毛细柱加热骨架采用铝镁合金材料，骨架为圆筒形，圆筒直径120mm、圆筒高度为90mm、壁厚1mm，毛细柱采用石英玻璃，通过采用导热弹性垫，以最小的曲率紧密缠绕在骨架上。毛细柱缠绕总长度为60米、排列方式为紧间隔排列。所述加热装置为涂敷在骨架内壁上的硅橡胶柔性电加热膜，电加热薄膜涂敷厚度为2mm，涂敷方法为整体粘贴。
所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在加热骨架表层上。所述温度控制系统包括温度控制模块6，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块7连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。
本发明所述温度控制模块具有PID调节控制、模糊调节控制和自适应调节控制功能。
本发明所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小(4～20mA)，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，实现调压。
本发明所述箱体内设置有一对轴向控制风扇8和保温系统9。
本发明所述保温系统采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在箱体四周内壁。
实施例3如图1所示，本发明高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体1，所述箱体外部尺寸为长*宽*高等于120mm*120mm*120mm，设置在箱体内的毛细柱加热骨架2和缠绕在骨架上的毛细柱3，设置在骨架内壁的加热装置4及精密热电阻5，设置在箱体外的温度控制系统。所述毛细柱加热骨架采用铝镁合金材料，骨架为圆筒形，圆筒直径100mm、圆筒高度为70mm、壁厚0.2mm，毛细柱采用石英玻璃，通过采用导热弹性垫，以最小的曲率紧密缠绕在骨架上。毛细柱缠绕总长度为30米、排列方式为间隔排列。所述加热装置为涂敷在骨架内壁上的硅橡胶柔性电加热膜，电加热薄膜涂敷厚度为1mm，涂敷方法为整体喷涂。
所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在加热骨架表层上。所述温度控制系统包括温度控制模块6，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块7连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。
本发明所述温度控制模块具有PID调节控制、模糊调节控制和自适应调节控制功能。
本发明所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小(4～20mA)，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，实现调压。
本发明所述箱体内设置有一对轴向控制风扇8和保温系统9。
本发明所述保温系统采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在箱体四周内壁。
权利要求
1.一种高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体，设置在箱体内的毛细柱加热骨架和缠绕在骨架上的毛细柱，设置在骨架内壁的加热装置及精密热电阻，设置在箱体外的温度控制系统，其特征在于所述毛细柱加热骨架采用金属单质或金属合金材料，毛细柱采用石英材料，所述加热装置为涂敷在骨架内壁上的柔性电加热膜或红外线加热膜，所述温度控制系统包括温度控制模块，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。
2.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述骨架采用铝镁合金材料。
3.如权利要求2所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述骨架为圆筒形或圆柱形或球面形。
4.如权利要求1-3之任一所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述加热骨架为圆筒形，圆筒直径60mm～120mm、圆筒高度为40mm～100mm，壁厚0.2mm～3mm。
5.如权利要求4所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述加热骨架为方形，其尺寸为长*宽*高等于80mm～160mm*80mm～160mm*80mm～160mm。
6.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于毛细柱和骨架之间设置有导热弹性垫，毛细柱以最小的曲率紧密缠绕在骨架上，毛细柱缠绕总长度为1米～60米、排列方式为紧密排列或间隔排列。
7.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述柔性电加热膜由耐高温的纤维增强材料作为主绝缘体以及合金电阻丝或合金箔电路集合而成，所述主绝缘为硅橡胶，所述合金为镍铬合金。
8.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述电加热薄膜涂敷厚度为1mm～4mm，涂敷方法为整体粘贴、喷涂。
9.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述精密热电阻采用铂金电阻测温元件，用真空沉积的薄膜技术把铂溅射到陶瓷基片上，用玻璃烧结料把引线固定，再经过激光调阻制成薄膜元件，通过表面焊接技术将微型铂金热电阻传感探头直接固定在加热骨架表层上。
10.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述温度控制模块具有PID调节控制、模糊调节控制和自适应调节控制功能。
11.如权利要求1所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述隔离型单相交流调压模块以电网相位为同步，当改变控制电流的大小为4～20mA时，内部便产生相对电网电压0°～180°的触发脉冲，通过光电隔离，输出端便触发相应的可控硅导通，实现调压。
12.如权利要求1-11之任一所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述箱体内设置有一对轴向控制风扇和保温系统。
13.如权利要求12所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述保温系统采用陶瓷纤维棉材料，通过可耐500℃的高温无机胶将其粘贴在柱箱四周内壁。
14.如权利要求1-13之任一所述的高精度温度控制微型色谱柱箱，其特征在于所述箱体外部尺寸为长*宽*高等于80mm～160mm*80mm～160mm*80mm～160mm。
全文摘要
本发明公开了一种高精度温度控制微型色谱柱箱，包括箱体，设置在箱体内的毛细柱加热骨架，缠绕在骨架上的毛细柱，设置在骨架内壁的加热装置及精密热电阻和设置在箱体外的温度控制系统，所述毛细柱加热骨架采用金属合金材料，毛细柱采用石英材料，加热装置为涂敷在骨架内壁上的柔性电加热膜，所述温度控制系统包括温度控制模块，精密热电阻和温度控制模块的信号输入端连接，温度控制模块输出端和隔离型单相交流调压模块连接，隔离型单相交流调压模块输出端的一端和加热装置连接，隔离型单相交流调压模块输出端的另一端连接输入电源。它具有一体化、微型化、通用和模块化，保温性能优异，升/降温速度快、温度控制精度高等特点。
文档编号G05D23/00GK1877319SQ20051007492
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月6日 优先权日2005年6月6日
发明者张西咸, 方向, 张颿, 陈莲 申请人:张西咸, 方向, 张颿, 陈莲