基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪制造技术

本实用新型专利技术涉及气体分析的测量仪器技术领域，提供了一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。本实用新型专利技术使用斯特林制冷机对镜面降温，其结构紧凑，有效工作温度范围宽，可以达到20度至零下120℃；启动快，效率高，操作简单。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及气体分析的测量仪器
，提供了一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。本技术使用斯特林制冷机对镜面降温，其结构紧凑，有效工作温度范围宽，可以达到20度至零下120℃；启动快，效率高，操作简单。【专利说明】基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪
本技术涉及气体分析的测量仪器
，具体地，涉及一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪。
技术介绍
气体湿度是指气体中水蒸汽的含量。气体露点温度是气体常用的湿度表示方法之一，是指用等压冷却的方法使气体中的水蒸汽冷却至凝聚相出现，或通过控制冷镜面的温度，使气体中的水蒸汽与(凝聚相)镜面露层的平展表面呈热力学平衡状态，准确的测出此时的温度即为该气体的露点温度，测量气体露点温度的仪器称为露点仪。现有冷镜式露点仪的工作原理是:当被测气体进入结露室，并以一定流速掠过镜面(镜面温度高于该气体的露点温度)，干燥的镜面将光源的入射光近乎于全反射。露点仪进行测量时，首先根据检测器检测到的信号控制制冷装置，使镜面温度下降，此过程中通过反馈信号的变化，判断是否结露。结露时记录下镜面温度，该温度就是待测气体的露点值。目前大部分冷镜式露点仪的制冷系统都是采用液氮、半导体制冷、空气压缩机制冷等方法。液氮制冷时，制冷速率无法控制，而且液氮运输、保存、使用比较复杂。电热制冷，如半导体制冷的制冷范围有限，多级半导体制冷能下限通常在_60°C左右，因为此时制冷块自身发热较多，耗电量大，就算增加级数，也会因为散热问题导致冷端温度瓶颈。空气压缩机制冷体积庞大，使仪器失去便携性。实际仪器中，也会使用多种方法混合制冷，但类似的缺点也仍然存在。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本技术的目的是提供一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，使镜面的降温效率高，温度范围宽。根据本技术的一个方面，提供一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，其特征是，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。优选地，在所述镜面下方还设有亚胺电热膜，所述亚胺电热膜对所述镜面加热。优选地，所述制冷机与所述测量腔体之间通过弹性件密封连接。优选地，其特征在于，所述制冷机的制冷温度范围为20度至零下120度。优选地，其特征在于,测量的气体为氮气、氧气、氦气、氩气或六氟化硫。与现有技术相比，本技术具有如下的有益效果:(I)斯特林制冷机结构紧凑，有效工作温度范围宽，可以达到20度至零下120°C ；启动快，效率高，操作简单；(2)仪器持续工作时间长，制冷机能长时间连续工作，而不用人工干预；(3)结合亚胺膜加热片，可以有效的控制镜面温度，为测量精度提供了保障；(4)加热或制冷功率可调，温度控制精确；(5)制冷机结构紧凑，使得仪器具有很好的便携性。【专利附图】【附图说明】通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显:图1为本技术的结构示意图。图中:1为测量腔体，2为制冷机，3为镜面，4为测量附件，5为密封片，6为温度传感器，7为亚胺电热膜。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本技术，但不以任何形式限制本技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本技术的保护范围。参见图1，冷镜式露点温度测量仪用于测量的气体为氮气、氧气、氦气、氩气或六氟化硫的露点温度，其包括测量腔体1、制冷机2、镜面3和测量附件4，附件4包括进气口、出气口、光电发生器部分、光电采集部分、观察口等，这些部分紧固在测量腔体I上，图中把这些组件抽象到一起表示，并不表示实际操作过程中它们是如此排列的，其排列安装方式为本领域技术人员周知的方式。镜面3设置在测量腔体I内，制冷机2为斯特林制冷机，制冷机2的制冷温度范围为20度至零下120度。镜面3设置在制冷机2上，制冷机2与测量腔体I通过弹簧垫片或橡胶片等弹性元件进行柔性连接，同时通过密封片5密封连接，在镜面3上设置温度传感器6，在镜面3下方还设有亚胺电热膜7，制冷机2用于对镜面3降温，亚胺电热膜7用于对镜面3加热，通过制冷机2和亚胺加热膜7使镜面3达到气体的露点温度，测量附件4测量出镜面3结露时的温度传感器上的温度。本技术采用斯特林制冷方法，其原理是逆向斯特林循环，气体以绝热膨胀做功从而实现制冷。其改变了传统冷镜式露点仪制冷方法不灵活的缺点。斯特林制冷机有体积小、有电就能工作且连续工作时间长、温度控制精确等特点，比起传统冷镜式露点仪采用的液氮、半导体制冷、空气压缩机制冷等有明显的优势。将制冷端和测量腔镜面通过合理方式连接，则可以对镜面进行降温。因为斯特林制冷机的特性，不宜频繁通断，所以制冷机开启后将持续制冷。而镜面升温则通过亚胺电热膜来实现。在镜面下方有亚胺电热膜，通电时能加热镜面，通过PWM或其他功率调节手段调节亚胺电热膜功率，使制冷与加热功率之和为镜面在当时情景所需功率，可以实现全速制冷到全速加热连续调节。这样就能实现对镜面温度的精确控制，从而提高镜面温度的测量值。同时，结合恰当的出露判断方法，可以准确的得到露点值。以上对本技术的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本技术并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本技术的实质内容。【权利要求】1.一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，其特征在于，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。2.根据权利要求1所述的基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，其特征在于，在所述镜面下方还设有亚胺电热膜，所述亚胺电热膜对所述镜面加热。3.根据权利要求1所述的基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，其特征在于，所述制冷机与所述测量腔体之间通过弹性件密封连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，其特征在于，所述制冷机的制冷温度范围为20度至零下120度。5.根据权利要求1至3中任一项所述的基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，其特征在于，测量的气体为氮气、氧气、氦气、氩气或六氟化硫。【文档编号】G01N25/68GK203534995SQ201320585848【公开日】2014年4月9日 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于斯特林制冷机的冷镜式露点温度测量仪，包括测量腔体、制冷机、镜面和测量附件，所述镜面设置在所述测量腔体内，其特征在于，所述制冷机为斯特林制冷机，所述镜面设置在所述制冷机上，所述制冷机与所述测量腔体柔性密封连接，在所述镜面上设置温度传感器，所述制冷机对所述镜面降温，所述测量附件测量出所述镜面结露时的温度传感器温度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：桂坚斌，水浩淼，姜良俊，
申请(专利权)人：上海电控研究所，
类型：实用新型
国别省市：