CN1208590C - 适于微型实验段内调温控温的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及适于微型实验段内调温控温的装置；该装置包括一金属本体，其上开有实验段流道，半导体制冷器安装在金属本体的上，散热器安在半导体制冷器之上，金属本体外侧除安装半导体制冷器件之外的地方均用保温材料隔热层包覆；温度传感器固定在金属本体上所开的孔内，它与温度控制仪表电连接；散热器通过温度控制电路电分别与直流电源和温度控制仪表电连接。当金属本体的温度高于或低于温度控制仪表所设定的温度时，通过温度控制电路控制电源极性的转换，使金属本体的温度控制在所设定的温度允许的波动范围内。该装置利用半导体制冷器件既可制冷、电源反接后又能制热的特点，从而为实验段提供所需的温度环境。
Description
技术领域
本发明涉及一种调温控温的方法和专用装置，特别是涉及一种用于实验室中的适于微型实验段内调温控温的装置。
背景技术
在微量液体流动实验中，环境温度直接影响液体在微流道(实验一般采用微米直径毛细管)中的流动特性。为了调节和稳定实验段的环境温度，通常须通过控制实验室房间内的温度(采用空调机)或采用局部调温箱的方法和设备来实现，这类调温装置市场上均有售。但这类调温装置不仅使温度调节过程须要很长时间，极不适应科学实验的要求；并且这种方法温度控制精度低，也不能满足科学实验的要求；而且该种设备费用高、能量消耗大、温度调节范围小，很难创造出科学实验中所提出的苛刻要求，如接近0℃的低温环境。特别是可用于微量液体流动实验、液体黏度测定或高压液相色谱分析等实验中的，可直接为实验段提供稳定、可调节的温度环境的微型恒温装置还未见到报道。
发明内容
本发明的目的是为了克服已有技术的缺陷，能够快速、有效地为实验段创造大范围可调节的温度环境，从而提供一种用于微量液体流动实验、液体黏度测定或高压液相色谱分析等实验中的，既具有制冷功能、同时又具有加热和恒温的功能的，适于微型实验段内调温控温的装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明提供的适于微型实验段内调温控温的装置；包括：直流电源、温度控制仪表、温度控制电路和温度传感器；其特征在于：还包括一金属本体、至少一块半导体制冷器、散热器和保温材料隔热层；其中金属本体上开有放置需调温控温的实验物的实验段流道和一放置温度传感器的孔，半导体制冷器安装在金属本体的表面上，散热器安装在半导体制冷器之上，金属本体外侧除安装半导体制冷器件之外的部位均用保温隔热层包覆，该温度传感器与温度控制仪表电连接；散热器与温度控制电路电连接；该温度控制电路分别与直流电源和温度控制仪表电连接。
所述的散热器，还包括一散热风机，并安装在散热器外侧，它与温度控制电路电连接。
所述的半导体制冷器安装在金属本体的一个面、2个对称面或者4个面上。
所述的安装温度传感器的孔开在在金属本体上的实验段的流道附近，并靠近实验段的流道。
实验物为液体时，将其装入一根实验用毛细管内，该毛细管前端连接一根预冷/热管，后端连接一根计量用的玻璃管，该管插入实验段流道内。
应用本发明的适于微型实验段内调温控温的装置进行调温控温的方法：包括：在一金属本体上所开的实验段内放置实验物，金属本体外壁贴有半导体制冷器，半导体制冷器联结在温度控制电路上，通过控制金属本体的温度，实现对实验段内实验物的调温控温；当金属本体的温度高于或低于温度控制仪表所设定的温度时，通过温度控制电路控制电源极性的转换，使金属本体的温度控制在所设定的温度允许的波动范围内。
本发明的优点在于：
本发明的适于微型实验段内调温控温的方法，利用半导体制冷器件既可制冷、电源反接后又能制热的特点，用它冷却或加热金属本体。金属本体上装有温度传感器，温度测量信号与温控仪表上的设定温度比较后，通过控制电路控制半导体制冷器件电源的接通方向和接通时间，从而把金属本体的温度控制在设定温度允许波动范围之内。金属本体内开有放置实验段的流道，从而为实验段尽速地提供所需精确的温度环境，为科学实验创造了有利条件。
本发明的专用装置与目前使用的实验房间空气调节机或局部调温箱相比，本发明具有加热和制冷双重功能，调温范围广，可达0-50℃，甚至更广，还具有调温速度快、温控精度高、功率小、节能等一系列优点。
附图说明
图1是本发明的适于微型实验段内调温控温装置的一种实施例结构示意图
图面说明如下：
1.金属本体 2.半导体制冷器 3.散热器
4.散热风机 5、6.保温隔热层 7.温度传感器
9.温度控制电路 10.直流电源 11.预冷/热管
12.毛细管 13.实验段流道 14.计量用的玻璃管
实施例1
按附图1制作适于微型实验段内调温控温的装置，取一块长180mm的矩形铜板作为金属本体1，其截面积为50mm×50mm；在其中部沿长边方向打一直径为4mm的孔，作为放置实验段的实验段流道13，在实验段流道13内插入一预冷/热管11，并且该管的前端露在金属本体1之外，末端与一根直径为0.1mm-4mm实验用毛细管12相接，该毛细管后端连接一根计量用的玻璃管14。在金属本体1的上部与带有翅片的散热器3之间安装一平板型半导体制冷器2，或者还可以在散热器3上再安装一散热风机4。金属本体1除顶面安装半导体制冷器外的部位均用保温隔热层5、6包覆。另外，在靠近实验段流道13的部位再开一插放温度传感器7的直径为4mm孔道；该温度传感器7与温度控制仪表8电连接；散热器3与温度控制电路9电连接；该温度控制电路9分别与直流电源10和温度控制仪表8电连接。其中控制电路9是通常的温控电路，半导体制冷器2大小为一长40mm×厚40mm的；以上半导体制冷器2、温度传感器7、直流电源10和温度控制仪表均是市场上购买的配套产品。
实施例2
在实施例1的装置上，再在金属本体1的底面装一平板型半导体制冷器2；散热器翅片外侧装有散热风机4，温度传感器7装在金属本体1上所开的孔内，常规的温控仪表8通过温度控制电路9来控制直流电源10的接通方向和接通时间。当金属本体1温度高于温控仪表8的设定温度时，半导体制冷器2贴在金属本体1的那一侧为冷端，靠近散热器侧为热端，通电时半导体制冷器2使金属本体1降温；当金属本体1温度低于设定温度时，通过改变直流电源10接通方向，半导体制冷器2贴金属本体1的一侧变为热端，从而对金属本体1加热，将其温度控制在设定温度允许波动范围之内。温控仪表8和控制电路9及直流电源10可选用能满足上述控制温度要求的相应配套产品或及不同电路设计。
Claims (5)
1、一种适于微型实验段内调温控温的装置，包括直流电源(10)、温度控制仪表(8)、温度控制电路(9)和温度传感器(7)；其特征在于：还包括一金属本体(1)、至少一块半导体制冷器(2)、散热器(3)和保温隔热层(5、6)；其中金属本体(1)上开有放置实验物的需调温控温的实验段流道(13)和放置温度传感器(7)的孔，半导体制冷器(2)安装在金属本体(1)的表面上，散热器(3)安装在半导体制冷器(2)之上，金属本体外侧除安装半导体制冷器件之外的地方，均用保温材料隔热层(5、6)包覆在金属本体外侧；该温度传感器(7)与温度控制仪表电连接；散热器(3)与温度控制电路(9)电连接；该温度控制电路(9)分别与直流电源和温度控制仪表(8)电连接。
2、根据权利要求1所述的适于微型实验段内调温控温的装置，其特征在于：还包括一散热风机，该散热风机(4)安装在散热器(3)外侧，散热风机(4)与温度控制电路(9)电连接。
3、根据权利要求1所述的适于微型实验段内调温控温的装置，其特征在于：还包括一根实验用毛细管(12)，毛细管(12)前端连接一根预冷/热管(11)，后端连接一根计量用的玻璃管(14)，该管插入实验段的流道(13)内。
4、根据权利要求1所述的适于微型实验段内调温控温的装置，其特征在于：所述的半导体制冷器(2)分别安装在矩形金属本体的一个面上、2个对称面上或者4个面上。
5、根据权利要求1所述的适于微型实验段内调温控温的装置，其特征在于：所述的安装温度传感器的孔开在金属本体上靠近实验段流道(13)的部位处。
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