CN114527226A - 一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器,包括保护器本体，所述保护器本体上设有温度监控系统，所述温度监控系统由温度保护组件组成，所述温度保护组件，包括保护温度设定输入装置、温度传感器、加热开关、保护电路板、加热开关输出引线、电源接入引线和温度刻度盘。本柱箱的温度保护器为独立于柱箱温控系统的可变温度保护器，实现了对柱箱加热继电器的独立控制，不受柱箱控制系统的影响，控制系统出现问题时，不会影响保护电路板对加热开关的执行控制，保护温度设定通过手动调节即可，操作简单，使用方便，同时温度设定精度较高，使用范围200‑450度，加热故障后，会一直断开加热输出，增强了安全性。

Description

一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器

技术领域

本发明涉及气相色谱技术领域，具体为一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器。

背景技术

传统气相色谱柱箱都是程序控温，外加一个温度保险丝，防止温度失控，在仪器最高使用温度时熔断保险丝，停止加热，实际使用中，色谱柱的最高使用温度存在差异，柱箱控温程序异常或电路故障引起柱箱温度失控，没达到仪器温度保险丝烧断停止加热前，就已经对色谱柱造成不可逆的损失。

市场现有的温度保护器，保护开关等产品，多为双金属、机械式保护器，使用范围达不到300度，而且这类保护开关达到了设定保护温度，断开加热后，降温低于设定温度二三十度又会恢复加热，因此，无法适用于气相色谱仪温度保护，本发明提供一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，以解决上述背景技术中提出传统的温度保护器温度保护范围、控制方式局限以及保护安全性不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，包括保护器本体，所述保护器本体上设有温度监控系统，所述温度监控系统由温度保护组件组成，所述温度保护组件，包括保护温度设定输入装置、温度传感器、保护电路板、加热开关输出引线、电源接入引线和温度刻度盘，所述保护温度设定输入装置焊接于保护电路板上，所述保护电路板上设有温度传感器输入端口、加热开关输出端口和电源引线接口，所述保护电路板通过螺丝固定于温度刻度盘的内侧盘体上，所述温度刻度盘的外侧盘体上设有温度刻度值和温度刻度旋钮。

作为本发明的一种优选实施方式，所述温度传感器固定于柱箱的内部，所述温度传感器输入端口上连接有信号线，所述温度传感器输入端口通过信号线与温度传感器连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述温度设定旋钮通过连接杆与保护温度设定输入装置连接，所述保护温度设定输入装置为电位器，所述温度设定旋钮上印制有旋钮指示标记，所述温度刻度盘上的温度刻度值范围为200℃～450℃。

作为本发明的一种优选实施方式，所述加热开关输出引线一端与保护电路板上的加热开关输出端口连接，另一端与加热开关继电器连接，所述电源接入引线一端与电源引线接口连接，另一端与电源连接。

作为本发明的一种优选实施方式，所述保护电路板上设有逻辑电路，所述逻辑电路由比较器、与门、或门和D触发器组成，所述比较器包括第一比较器和第二比较器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本柱箱的温度保护器为独立于柱箱温控系统的可变温度保护器，由智能温度保护电路进行控制，实现了对柱箱加热继电器的独立控制，不受柱箱控制系统的影响，控制系统出现问题时，不会影响保护电路板对加热开关的执行控制，增强了安全性，对于温度保护器的保护温度调节，只需通过温度设定旋钮手动调节即可，操作简单，使用方便，本温度保护器的温度设定精度较高，使用范围200-450度，加热故障后，会一直断开加热输出，不会出现二次启动加热继电器的情况，进一步增强了安全性。

附图说明

图1为本发明的温度保护器整体结构示意图；

图2为本发明的保护电路板逻辑电路图。

图中：1-保护电路板，2-温度设定旋钮，3-温度传感器输入端口，4-加热开关输出引线，5-电源接入引线，6-温度刻度盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：

一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，包括保护器本体，保护器本体上设有温度监控系统，温度监控系统由温度保护组件组成，温度保护组件，包括保护温度设定输入装置、温度传感器、保护电路板1、加热开关输出引线4、电源接入引线5和温度刻度盘6，保护温度设定输入装置焊接于保护电路板1上，保护电路板1上设有温度传感器输入端口3、加热开关输出端口和电源引线接口，保护电路板1通过螺丝固定于温度刻度盘6的内侧盘体上，温度刻度盘6的外侧盘体上设有温度刻度值和温度刻度旋钮6，本保护器为带有温控系统的可变温度保护器，由智能温度保护电路实现，易于加装，使用方便，温度设定精度高，使用范围200-450度，加热故障后，会一直断开加热输出。

温度传感器固定于柱箱的内部，温度传感器输入端口3上连接有信号线，温度传感器输入端口3通过信号线与温度传感器连接，温度传感器主要对柱箱内的温度变化进行实时监测，并将监测信号传输至保护电路板1上的比较器上进行比较，从而实现对柱箱内部温度的实时监控和判定，温度传感器的可选型号为Pt100。

温度设定旋钮2通过连接杆与保护温度设定输入装置连接，保护温度设定输入装置为电位器，温度设定旋钮2上印制有旋钮指示标记，温度刻度盘6上的温度刻度值范围为200℃～450℃，通过调节温度设定旋钮2，实现对保护温度设定输入装置设定保护温度的阈值，200℃～450℃温度刻度值范围有效的扩大了温度保护的范围。

加热开关输出引线4一端与保护电路板1上的加热开关输出端口连接，另一端与加热开关继电器连接，电源接入引线5一端与电源引线接口连接，另一端与电源连接，加热开关主要实现柱箱内加热继电器的执行控制，通过对加热开关输出引线4，实现了加热开关与保护电路板1上逻辑电路的连接，从而达到对电压的流通控制，电源通过电源接入引线5实现了对保护器整体的供电。

保护电路板1上设有逻辑电路，逻辑电路由比较器、与门、或门和D触发器组成，比较器包括第一比较器和第二比较器，如图2所示，比较器、与门、或门和D触发器各逻辑信号如下：

(a)设定保护温度信号S，即设定的柱箱的最大工作温度；

(b)柱箱实际温度信号A；

(c)保护器设定的最大温度450℃；

(d)电路上电复位信号RST，刚上电时为1，复位后为0；

(e)时钟信号CP；

(f)电路输出逻辑OUT；

(g)D触发器的输入信号D；

(h)比较器A1、A2输出信号Q1、Q2。

针对上述逻辑信号满足以下特性方程关系：

D＝OUT·Q1+Q2+RST………………………………………(1)

公式(1)中，Q1由设定的温度信号S与实际温度A比较产生，柱箱实际温度A没达到设定的保护温度S，Q1＝1，否则为0。Q2为故障后手动复位使能信号，调节保护温度信号S大于450℃，则Q2＝1，调节至450℃以下的保护温度后则始终有Q2＝0。其逻辑关系见表1，比较器A1与A2的特性表：

表1比较器A1与A2特性表

表2保护电路板特性表

OUT<sup>n-1</sup>	RST	Q1	Q2	D	OUT<sup>n</sup>
						X	1	X	X	1	1
X	X	X	1	1	1
						1	0	1	0	1	1
X	0	0	0	0	0
						0	0	X	0	0	0

上表2为保护电路板的特性表。RST为上电复位信号，仅在开机上电时有RST＝1，其后一直有RST＝0。上电后D触发器输入D由RST获得1输入，一个时钟沿后OUT＝1，正常工作时，A<S，Q1＝1，OUTn-1·Q1＝1直接决定了Dn＝1。其后，Q2＝0，RST＝0，不影响D逻辑值。温度故障后A>S，Q1＝0，公式(1)D＝0，一个时钟沿后OUT＝0，OUTn-1·Q1＝0，和Q2＝0，RST＝0，一起决定了Dn＝0。待到有技术人员排除故障使得S>A，S>450℃，Q2＝1，Q1＝1，或者关机重新上电产生复位信号RST＝1，并且S>A，才会有公式(1)中D＝1，保护器恢复工作。

综合上述，工作时，温度传感器安装于柱箱内，实时监控柱箱温度，温度旋钮旋至用户设定的保护温度工作点，柱箱温度正常时，该保护器在加热开关输出引线输出24V电压，驱动柱箱加热继电器吸合，柱箱加热开启，当出现异常，柱箱实际温度超过设定的最大温度时，保护器在加热开关输出引线输出0电压，断开柱箱加热继电器，柱箱加热停止，等待技术人员排除故障，重新恢复柱箱工作。

实施例二

一种气相色谱柱箱的温度保护器，包括保护器本体和温度传感器，保护器本体上设有保护开关，保护开关一端与柱箱内部的加热继电器连接，另一端与柱箱的控制系统连接，温度传感器位于柱箱的内部且通过信号线与柱箱的控制系统连接，此类保护器的保护开关主要由柱箱控制系统进行控制，当柱箱内部的温度过高时，温度传感器将信号传输至柱箱的控制系统，控制系统控制保护开关，断开加热继电器的供电，从而起到对柱箱的保护。

以下是实施例一与实施例二的温度设定方式、温度保护范围、控制方式、设备成本和安全性方面进行对比分析，如下表所示：

上表中的设备成本和安全性，实施例二是以实施例一作为参照标准，得出的评估和判断，上表中实施例一和实施例二之间各项对比，具体分析情况如下：

温度设定方式：手动设定，通过温度设定旋钮可直接设定温度保护范围值，系统设定，需要人工通过相关的系统软件进行设定，两者相比较，手动设定的方式，操作简单，调节方便，系统设定的方式，易造成一定的容错率，需要调入调出调试界面等流程，因此，手动设定的方式优于系统设定的方式。

温度保护范围：实施例二的温度保护范围要大于实施例一，因此，实施例二的保护的设定范围要大于实施例一，相对于实施例二扩大了温度保护范围。

控制方式：保护电路板控制方式，属于独立的控制方式，不受柱箱控制系统的影响，控制系统出现问题时，不会影响保护电路板对加热开关的执行控制，柱箱控制系统控制方式，属于集成式控制方式，控制系统出现问题时，会对加热开关的执行控制造成影响，因此实施例二在控制方面与柱箱控制系统之间存在连带性，对安全性造成一定的影响。

设备成本：实施例一为独立控制方式，涉及的独立控制元器件较多，实施例二为系统控制方式，涉及的独立元器件较少，因此，实施例二的成本要低于实施例一。

安全性：相对于实施例二来说，实施例一采用保护电路板进行独立控制，不受柱箱控制系统的影响，可对加热开关进行独立的控制，增强了安全性，同时保护电路板的断开方式为一次性断开的方式，不涉及后续智能组件，不会出现二次启动加热继电器的情况，也同样增强了安全性，对于实施例二来说，部分控制系统采用智能温控系统，当低于标准温度后，会二次启动加热继电器，从而增强了安全隐患，综合上述，安全性方面，实施例一要优于实施例二。

综合上述对实施例一和实施例二的温度设定方式、温度保护范围、控制方式、设备成本和安全性方面进行对比分析，得出，基于综合实用性，实施例一要优于实施例二，可作为优选方案。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器,其特征在于：包括保护器本体，所述保护器本体上设有温度监控系统，所述温度监控系统由温度保护组件组成，所述温度保护组件，包括保护温度设定输入装置、温度传感器、保护电路板(1)、加热开关输出引线(4)、电源接入引线(5)和温度刻度盘(6)，所述保护温度设定输入装置焊接于保护电路板(1)上，所述保护电路板(1)上设有温度传感器输入端口(3)、加热开关输出端口和电源引线接口，所述保护电路板(1)通过螺丝固定于温度刻度盘(6)的内侧盘体上，所述温度刻度盘(6)的外侧盘体上设有温度刻度值和温度刻度旋钮(2)。

2.根据权利要求1所述的一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，其特征在于：所述温度传感器固定于柱箱的内部，所述温度传感器输入端口(3)上连接有信号线，所述温度传感器输入端口(3)通过信号线与温度传感器连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，其特征在于：所述温度设定旋钮(2)通过连接杆与保护温度设定输入装置连接，所述保护温度设定输入装置为电位器，所述温度设定旋钮(2)上印制有旋钮指示标记，所述温度刻度盘(6)上的温度刻度值范围为200℃～450℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，其特征在于：所述加热开关输出引线(4)一端与保护电路板(1)上的加热开关输出端口连接，另一端与加热开关继电器连接，所述电源接入引线(5)一端与电源引线接口连接，另一端与电源连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于气相色谱仪柱箱的可变温度保护器，其特征在于：所述保护电路板(1)上设有逻辑电路，所述逻辑电路由比较器、与门、或门和D触发器组成，所述比较器包括第一比较器和第二比较器。

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