專利名稱：冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種加濕裝置，尤指一種應(yīng)用于冷鏡式露點(diǎn)傳感器中的可控制的微量加濕裝置。
背景技術(shù)：
冷鏡式露點(diǎn)傳感器是用于精密檢測氣體中微水含量的器具，它是精密露點(diǎn)儀的重要組成部分。冷鏡式露點(diǎn)傳感器在檢測氣體微含水量過程中，由于冷鏡表面形成水結(jié)晶核十分困難(通常要在-45℃以下)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際結(jié)露溫度10℃以上，因此需要-10~-20℃的過沖溫度，并且需要耗時(shí)數(shù)小時(shí)，才能完成結(jié)露的初始過程。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本實(shí)用新型的目的是提供一種可使冷鏡式露點(diǎn)傳感器迅速結(jié)露的應(yīng)用于冷鏡式露點(diǎn)傳感器中的微量加濕裝置。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，它由控制電磁閥動(dòng)作的開關(guān)電路、電磁閥、三通結(jié)構(gòu)件構(gòu)成；所述開關(guān)電路串聯(lián)在電磁閥線圈供電電路中，控制電磁閥的導(dǎo)通或關(guān)斷；電磁閥的進(jìn)氣口通過管路與環(huán)境空氣相通，電磁閥的一個(gè)出氣口通過三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的進(jìn)氣口相連，電磁閥的另一個(gè)出氣口通過另一三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的出氣口相連，同時(shí)，兩個(gè)三通結(jié)構(gòu)件之間通過管路相連。
所述開關(guān)電路由一開關(guān)構(gòu)成，使用者可以通過手動(dòng)的方式，操作開關(guān)控制電磁閥的導(dǎo)通，為露點(diǎn)傳感器加濕。
所述開關(guān)電路還可以由一控制電磁閥動(dòng)作的控制電路和繼電器構(gòu)成；所述控制電路的信號(hào)輸入端與露點(diǎn)傳感器的光電接收管的信號(hào)輸出端相連，控制電路的控制信號(hào)輸出端串聯(lián)在繼電器線圈供點(diǎn)電路中；繼電器的一對(duì)常開觸點(diǎn)串聯(lián)在所述電磁閥的線圈供電電路中，控制電磁閥的動(dòng)作。
本實(shí)用新型的控制電路根據(jù)露點(diǎn)傳感器檢測的PID值輸出控制信號(hào)，執(zhí)行其內(nèi)置的控制程序，通過驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器、電磁閥動(dòng)作，適時(shí)、適量地向露點(diǎn)傳感器檢測室微量加濕，使露點(diǎn)傳感器內(nèi)的冷鏡面瞬間出現(xiàn)水蒸汽微量過飽和，從而提高水結(jié)晶速度，達(dá)到減少降溫過沖溫度，在同等制冷條件下，向低溫方向擴(kuò)展檢測范圍，縮短檢測時(shí)間。
圖1為本實(shí)用新型冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置結(jié)構(gòu)示意圖圖2、圖3為本實(shí)用新型微量加濕工作原理圖圖4為本實(shí)用新型加濕控制電路具體電路圖圖5為本實(shí)用新型微處理器執(zhí)行的控制程序框圖具體實(shí)施方式
為了使冷鏡式露點(diǎn)傳感器迅速結(jié)露，本實(shí)用新型利用環(huán)境空氣中含水量通常在5000PPmv以上，而被測氣體含水量在數(shù)十到幾個(gè)PPmv以下的這個(gè)巨大差距，在冷鏡式露點(diǎn)傳感器工作的初始階段(即此時(shí)冷鏡表面結(jié)露十分困難的階段)，短時(shí)間內(nèi)加入比被測氣體含水量多數(shù)十個(gè)PPmv的環(huán)境空氣(相對(duì)被測氣體是濕氣)，使冷鏡表面迅速結(jié)露。
如圖1所示，本實(shí)用新型微量加濕裝置主要由控制電路1、繼電器2、電磁閥3和三通結(jié)構(gòu)件4、5構(gòu)成?？刂齐娐?的信號(hào)輸入端與露點(diǎn)傳感器的光電接收管的信號(hào)輸出端相連，控制電路1的控制信號(hào)輸出端串聯(lián)在繼電器2線圈供點(diǎn)電路中，控制繼電器2的吸合或斷開，繼電器2的一對(duì)常開觸點(diǎn)串聯(lián)在電磁閥3的線圈供電電路中，控制電磁閥4的動(dòng)作；電磁閥4的進(jìn)氣口P通過管路與環(huán)境空氣相通，電磁閥4的一個(gè)出氣口A通過三通結(jié)構(gòu)件4與露點(diǎn)傳感器的進(jìn)氣口6相連，電磁閥4的另一個(gè)出氣口R通過另一三通結(jié)構(gòu)件5與露點(diǎn)傳感器的出氣口7相連，同時(shí)，三通結(jié)構(gòu)件4、5之間通過管路相連。
如圖2所示，初始狀態(tài)時(shí)，加濕裝置中的繼電器2不動(dòng)作，電磁閥3的出氣口A、R相通，在露點(diǎn)儀檢測過程中，露點(diǎn)傳感器首先開始制冷，隨著傳感器中冷鏡鏡面結(jié)露層的生成，PID值(PID控制方法，P代表比例運(yùn)算，I代表積分運(yùn)算，D代表微分運(yùn)算)由4800開始下降，最終穩(wěn)定在3000左右，說明結(jié)露過程正常。如果PID值保持在4600的高位不動(dòng)，超過10min后，控制電路1輸出控制信號(hào)，使繼電器2線圈得電、動(dòng)作，進(jìn)而使電磁閥3動(dòng)作，如圖3所示，電磁閥的進(jìn)氣口P與出氣口A接通，濕潤的環(huán)境空氣被吸入進(jìn)氣管內(nèi)，PID值由4800開始下降，當(dāng)PID值下降到4000左右，控制電路1輸出控制信號(hào)關(guān)斷繼電器2，電磁閥4的進(jìn)氣口P與出氣口A斷開，出氣口A-R接通(如圖2所示)，恢復(fù)到初始狀態(tài)，PID值繼續(xù)下降到3000左右，結(jié)露趨勢趨于正常，完成加濕過程。
如圖2、圖3所示，控制電路1主要由微處理器CPU和驅(qū)動(dòng)電路組成，微處理器CPU的數(shù)據(jù)輸入端與露點(diǎn)傳感器的光電接收管信號(hào)輸出端相連，微處理器CPU的數(shù)據(jù)輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸入斷相連，驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸出端與繼電器2相連，控制繼電器2的動(dòng)作。
圖4為控制電路1具體電路圖。如圖所示，CPU的I/O口P6.3管腳與露點(diǎn)傳感器的光電接收管T1信號(hào)輸出端相連，CPU的I/O口P5.7管腳與運(yùn)算放大器U1(型號(hào)74HC07)的輸入端相連，U1的輸出端通過光耦U2控制三極管T2的導(dǎo)通/或關(guān)斷，從而控制繼電器2的動(dòng)作。
在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，微處理器CPU根據(jù)露點(diǎn)傳感器檢測的PID值輸出控制信號(hào)，通過驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器2、電磁閥3的動(dòng)作，為露點(diǎn)傳感器加濕。圖5為本實(shí)用新型微處理器執(zhí)行的控制程序流程圖。以下是微處理器執(zhí)行的控制程序#include<msp430x14x.h>
#define JDIAN1 P5DIR|＝BIT7；//P2DIR|＝BIT0；#define JDIAN1 OFF P5OUT|＝BIT7；//P2OUT|＝BIT0；#define JDIAN1ON P5OUT&＝～BIT7；//P2OUT&＝～BIT0；//電磁閥繼電器定義.
void AD420_DA(void)；void YAN_SHIC(void)；unsigned int ADvalue＝0；float adjgu；//unsigned int adjgu；unsigned int d；unsigned int c；unsigned int m；unsigned int j；void main(void){WDTCTL＝WDTPW+WDTHOLD；//關(guān)看門狗.
BCSCTL1|＝XT2OFF；JDIAN1；WDTCTL＝WDTPW+WDTHOLD；//關(guān)看門狗.
P6SEL|＝0X01；//設(shè)置P6.0為A/D的A0口.
ADC12CTL0＝ADC12ON+SHT0_8+MSC；//*打開ADC，多次采樣.
ADC12CTL1＝SHP+CONSEQ_2；//ADC12IE＝0X01；ADC12CTL0|＝ENC；//打開A/D轉(zhuǎn)換.
ADC12CTL0|＝ADC12SC；
d＝c-3000；AD420_DA()；//AD420 D/A輸出制冷.
_EINT()；_NOP()；_NOP()；_NOP()；_NOP()；if(c＞＝4800){ADC12CTL0|＝ENC；//打開A/D轉(zhuǎn)換.
d＝4800-3000；AD420_DA()；//AD420 D/A輸出制冷YAN_SHIC()；YAN_SHIC()；//延時(shí)10分鐘.
if(c＞＝4800){JDIAN1ON；打開電磁閥加濕d＝4800-3000；AD420_DA()；//AD420 D/A輸出制冷}if(c＜＝4000){JDIAN1OFF；關(guān)閉電磁閥停止加濕d＝c-3000；AD420_DA()；//AD420 D/A輸出制冷}}d＝c-3000；AD420_DA()；//AD420 D/A輸出制冷if(c＜＝3000){while(1)；}}//＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
#pragma vector＝ADC_VECTOR//ADC中斷子程序。
#pragma memory＝dataseg(seg_ADvalue)//定義編譯命令內(nèi)存數(shù)據(jù)放入ADvalue變量內(nèi)。
_interrupt void ADC12ISR(void){int i；int c＝0；unsigned int ADvalude；for(i＝0；i＜8；i++){ADvalue＝ADC12MEM0；c＝c+ADvalue；}ADC12IE＝0X00；ADC12CTL0&＝～ENC；//關(guān)A/D中斷c＝c/8；}//＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝void AD420_DA(void)//AD420 D/A輸出制冷省略..
{_NOP()；}void YAN_SHIC(void)5分鐘延時(shí){m＝0；for(m＝0；m＜20000；m++)；}在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，微處理器CPU根據(jù)露點(diǎn)傳感器檢測的PID值輸出控制信號(hào)，執(zhí)行其內(nèi)置的控制程序，通過驅(qū)動(dòng)電路控制繼電器2、電磁閥3的動(dòng)作，為露點(diǎn)傳感器加濕。當(dāng)然，也可以通過手動(dòng)操作控制電磁閥動(dòng)作的開關(guān)，憑借經(jīng)驗(yàn)控制電磁閥的動(dòng)作，為露點(diǎn)傳感器加濕。
縱上所述，本實(shí)用新型的工作原理是在氣體微水檢測中，通過適時(shí)，適量地向露點(diǎn)傳感器檢測室微量加濕，使露點(diǎn)傳感器內(nèi)的冷鏡面瞬間出現(xiàn)水蒸汽微量過飽和，從而提高水結(jié)晶速度，達(dá)到減少降溫過沖溫度，在同等制冷條件下，向低溫方向擴(kuò)展檢測范圍，縮短檢測時(shí)間。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、有效地提升了露點(diǎn)儀的檢測速度，減少了露點(diǎn)溫度平衡的等待時(shí)間。
2、由于改善了低濕氣體在冷鏡面上的結(jié)露條件，減少了制冷溫度的過沖，使露點(diǎn)儀的有效檢測范圍向負(fù)溫方向展寬了5℃。
3、本實(shí)用新型的控制部分采用數(shù)控技術(shù)，裝置結(jié)構(gòu)簡單，智能化程度高，可以根據(jù)不同的露點(diǎn)溫度、不同的環(huán)境濕度向露點(diǎn)傳感器內(nèi)補(bǔ)給適量的水分。
4、本實(shí)用新型無須加水，利用相對(duì)濕潤的自然環(huán)境空氣為露點(diǎn)傳感器加濕。
以上所述是本發(fā)明的具體實(shí)施例及所運(yùn)用的技術(shù)原理，任何基于本發(fā)明技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，其特征在于它由控制電磁閥動(dòng)作的開關(guān)電路、電磁閥、三通結(jié)構(gòu)件構(gòu)成；所述開關(guān)電路串聯(lián)在電磁閥線圈供電電路中；電磁閥的進(jìn)氣口通過管路與環(huán)境空氣相通，電磁閥的一個(gè)出氣口通過三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的進(jìn)氣口相連，電磁閥的另一個(gè)出氣口通過另一三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的出氣口相連，同時(shí)，兩個(gè)三通結(jié)構(gòu)件之間通過管路相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，其特征在于所述開關(guān)電路由一開關(guān)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，其特征在于所述開關(guān)電路由一控制電磁閥動(dòng)作的控制電路和繼電器構(gòu)成；所述控制電路的信號(hào)輸入端與露點(diǎn)傳感器的光電接收管的信號(hào)輸出端相連，控制電路的控制信號(hào)輸出端串聯(lián)在繼電器線圈供點(diǎn)電路中；繼電器的一對(duì)常開觸點(diǎn)串聯(lián)在所述電磁閥的線圈供電電路中，控制電磁閥的動(dòng)作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，其特征在于所述控制電路由微處理器和驅(qū)動(dòng)電路組成，微處理器的數(shù)據(jù)輸入端與露點(diǎn)傳感器的光電接收管的信號(hào)輸出端相連，微處理器的數(shù)據(jù)輸出端與驅(qū)動(dòng)電路的信號(hào)輸入斷相連，驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)輸出端與繼電器相連，控制繼電器的動(dòng)作。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種冷鏡式露點(diǎn)傳感器微量加濕裝置，它由控制電磁閥動(dòng)作的開關(guān)電路、電磁閥、三通結(jié)構(gòu)件構(gòu)成；所述開關(guān)電路串聯(lián)在電磁閥線圈供電電路中，控制電磁閥的導(dǎo)通或關(guān)斷；電磁閥的進(jìn)氣口通過管路與環(huán)境空氣相通，電磁閥的一個(gè)出氣口通過三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的進(jìn)氣口相連，電磁閥的另一個(gè)出氣口通過另一三通結(jié)構(gòu)件與露點(diǎn)傳感器的出氣口相連，同時(shí)，兩個(gè)三通結(jié)構(gòu)件之間通過管路相連。本實(shí)用新型通過控制電磁閥的動(dòng)作，適時(shí)、適量地向露點(diǎn)傳感器檢測室微量加濕，使露點(diǎn)傳感器內(nèi)的冷鏡面瞬間出現(xiàn)水蒸氣微量過飽和，從而提高水結(jié)晶速度，達(dá)到減少降溫過沖溫度，在同等制冷條件下，向低溫方向擴(kuò)展檢測范圍，縮短檢測時(shí)間。
文檔編號(hào)G01N25/66GK2906608SQ200620113939
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月12日
發(fā)明者邵江 申請(qǐng)人:北京京虹天科技有限公司