CN210923561U - 一种自动温控校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自动温控校准系统，包括：电源模块、恒温箱驱动模块和自动测量模块；恒温箱驱动模块通过串口与自动测量模块进行连接；恒温箱驱动模块包括控制板、若干个制冷片TEC和若干个TEC驱动板；控制板依次连接若干个TEC驱动板和若干个制冷片TEC；自动测量模块包括测量板、气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元；气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元分别与测量板连接。本实用新型实提供的一种自动温控校准系统，能够有效提高测量值的准确性，从而能够有效提高恒温箱温度控制的准确性和稳定性。

Description

一种自动温控校准系统

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种自动温控校准系统。

背景技术

医疗上用的气体传感器的测量原理大部分都是电化学反应，电化学反应的反应剧烈程度受到温度和流量的影响。温度越高,反应物的活化能越高，化学反应越剧烈；流量不一样，化学反应程度也不一样。实际环境中，流量可以控制在定值，温度却难以控制在定值，所以有必要在定值流量下进行温度校准。并且气体传感器会随着时间的增加导致性能下降，以后分析气体传感器的性能发生变化需要有数据依据,所以需要远程上传数据给服务器。医用气体传感器的温度稳定时间长，测量温度点多，整个校准周期长，手动测量不方便，所以需要有托管式的自动测量。

目前，现有的温控校准系统都有一个温控器，通常使用的温控器为可程式恒温恒湿试验箱，这种试验箱为实验室仪器，存在价格较高、体积大、功耗大和噪音大的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种自动温控校准系统，能够有效提高恒温箱温度控制的准确性和稳定性。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种自动温控校准系统，包括：电源模块、恒温箱驱动模块和自动测量模块；

所述电源模块分别与所述恒温箱驱动模块和自动测量模块连接；所述恒温箱驱动模块通过串口与所述自动测量模块进行连接；

所述恒温箱驱动模块包括控制板、若干个制冷片TEC和若干个TEC驱动板；所述控制板依次连接所述若干个TEC驱动板和若干个制冷片TEC；

所述自动测量模块包括测量板、气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元；所述气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元分别与所述测量板连接。

进一步地，所述若干个制冷片TEC和若干个TEC驱动板的数量均为4个，且每一制冷片TEC分别与每一不同的TEC驱动板连接。

进一步地，所述自动测量模块还包括通信单元，所述通信单元与所述测量板连接。

进一步地，所述自动测量模块还包括USB单元，所述USB单元与所述测量板连接。

进一步地，所述自动测量模块还包括显示单元，所述显示单元与所述测量板连接。

本实用新型实施例提供的一种自动温控校准系统，通过驱动TEC控制温度，通过气泵控制单元和流量计采样模块来控制测量流量为定值，通过二通阀控制模块选择不同的气路，能够有效提高温控校准系统的准确性、重复性和稳定性。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种自动温控校准系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种自动温控校准系统的自动测量模块的一种结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种自动温控校准系统的电源模块结构示意图。

其中，说明书附图中的附图标识为：

1、电源模块；2、恒温箱驱动模块；21、制冷片TEC；22、TEC驱动板；23、控制板；3、自动测量模块；30、显示单元；31、测量板；32、气泵控制单元；33、二通阀控制模块；34、流量计采样模块；35、气体传感器；36、温湿度采样单元；37、串口单元；38、通信单元；39、USB单元。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-图3，本实用新型实施例提供了一种自动温控校准系统，包括：电源模块1、恒温箱驱动模块2和自动测量模块3；

电源模块1分别与恒温箱驱动模块2和自动测量模块3连接；恒温箱驱动模块2通过串口与自动测量模块3进行连接；

本实施例中，请参阅图3，电源模块1包含3个开关电源,分别提供12V、6V和5V直流电，本系统驱动制冷片TEC21需要较大的电流，制冷片需要12V供电，额定电流达6A，驱动4个制冷片需要24A，所以220V转12V的开关电源功率要高，安全起见采用输出电流大于50A的220V转12V开关电源。

恒温箱驱动模块2包括控制板23、若干个制冷片TEC21和若干个TEC驱动板22；控制板23依次连接若干个TEC驱动板22和若干个制冷片TEC21；

在本实施例中，恒温箱驱动模块2还包括有若干个外风扇、若干个内风扇和导热块。

自动测量模块3包括测量板31、气泵控制单元32、二通阀控制单元33、流量计采样单元34、气体传感器35、温湿度采样单元36和串口单元37；气泵控制单元32、二通阀控制单元33、流量计采样单元34、气体传感器35、温湿度采样单元36和串口单元37分别与测量板31连接。

请参阅图2，在本实用新型实施例中，自动测量模块3中的二通阀控制单元33包括第一二通阀和第二二通阀，其中第一二通阀与标气进口连接，第二二通阀通过待测气体过滤器与空气进口连接，通过二通阀控制单元33控制气路的通断，可以用来选择测量的气体；二通阀控制单元33依次与流量计采样单元34的流量计、气泵控制单元32的气泵、调湿器和气体传感器35连接。优选地，在本实用新型实施例中，通过二通阀控制单元33选择待测气体后，通过流量计采样单元34和气泵控制单元32控制测量气体的流量为定值。本实用新型实施例的测量过程为：步骤1、开启第一二通阀，关闭第二二通阀，通过流量计采样单元34和气泵控制单元32控制测量气体的流量为定值，并在测量预设的时间后，将此时的气体传感器35电压值保存为第一传感器电压；步骤2、关闭第一二通阀，开启第二二通阀，通过流量计采样单元34和气泵控制单元32控制测量气体的流量为定值，并在测量预设的时间后，将此时的气体传感器35电压值保存为第二传感器电压；步骤3、通过气泵控制单元32控制气泵全速工作，排除气路中的残余气体；步骤4、求得第一传感器电压与第二传感器电压之差作为气体传感器35的测量结果。在本实用新型实施例中，通过测量结果可以计算待测气体的浓度。

可以理解的是，本实用新型实施例通过自动测量模块3采集恒温箱内部的温湿度数据，根据温湿度数据采用变种PID运算，计算出制冷PWM值或制热PWM值，将制冷PWM或制热PWM值通过串口单元37送至恒温箱驱动模块2中的控制板23，控制板23根据制冷PWM值或制热PWM值控制TEC驱动板22生成对应电压方向和对应电压大小的直流电压施加于制冷片TEC21，从而实现温度控制。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，若干个制冷片TEC21和若干个TEC驱动板22的数量均为4个，且每一制冷片TEC21分别与每一不同的TEC驱动板22连接。

在本实用新型实施例中，每一制冷片TEC21均与一个对应的TEC驱动板22连接，通过自动测量模块3采集恒温箱内部的温湿度数据，根据温湿度数据采用变种PID运算，计算出制冷PWM值或制热PWM值，将制冷PWM或制热PWM值通过串口单元37送至恒温箱驱动模块2中的控制板23，控制板23根据制冷PWM值或制热PWM值控制TEC驱动板22生成对应电压方向和对应电压大小的直流电压施加于制冷片TEC21，从而实现温度控制。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，自动测量模块3还包括通信单元38，通信单元38与测量板31连接。

在本实用新型实施例中，优选地，本实用新型实施例中的通信单元38为wifi通信单元，自动测量模块3通过wifi通信单元将数据传输至服务器并存储，可为以后的测试用作数据参考。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，自动测量模块3还包括USB单元39，USB单元39与测量板31连接。

在本实用新型实施例中，USB单元39包括USB接口，自动测量模块3可以通过USB接口与PC端连接，并将数据上传至PC端，实现图形化观察测量数据。

作为本实用新型实施例的一种具体实施方式，自动测量模块3还包括显示单元30，显示单元30与测量板31连接。

在本实用新型实施例中，测量板31设置有单片机，显示单元30用于显示单片机的运行状态。

实施本实用新型实施例，具有如下有益效果：

本实用新型实施例通过二通阀控制单元33选择测量的气路，并通过流量计和气泵控制单元32控制测量气体的流量为定值，能够准确测量气体传感器的电压差，从而能够通过气体传感器的电压差准确计算出待测气体的浓度，有利于提高测量数据的准确性；通过自动测量模块3采集恒温箱内部的温湿度数据，根据温湿度数据采用变种PID运算，计算出制冷PWM值或制热PWM值，将制冷PWM或制热PWM值通过串口单元37送至恒温箱驱动模块2中的控制板23，控制板23根据制冷PWM值或制热PWM值控制TEC驱动板22生成对应电压方向和对应电压大小的直流电压施加于制冷片TEC21，从而实现温度控制，有利于提高温控的准确性；且通过wifi通信单元能够将数据上传至服务器，能够提供数据参考的作用。本实用新型构造简单，能够在降低成本的前提下，准确有效地对恒温箱内部温度进行控制，有利于解决现有恒温器存在的价格高、体积大以及噪音大的问题；且本实用新型采用直流电压驱动制冷片TEC21，能够有效避免传统PWM波方式驱动制冷片TEC21带来的制冷片TEC21损坏等问题。

以上是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种自动温控校准系统，其特征在于，包括：电源模块、恒温箱驱动模块和自动测量模块；

所述电源模块分别与所述恒温箱驱动模块和自动测量模块连接；所述恒温箱驱动模块通过串口与所述自动测量模块进行连接；

所述恒温箱驱动模块包括控制板、若干个制冷片TEC和若干个TEC驱动板；所述控制板依次连接所述若干个TEC驱动板和若干个制冷片TEC；

所述自动测量模块包括测量板、气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元；所述气泵控制单元、二通阀控制单元、流量计采样单元、气体传感器、温湿度采样单元和串口单元分别与所述测量板连接。

2.如权利要求1所述的自动温控校准系统，其特征在于，所述若干个制冷片TEC和若干个TEC驱动板的数量均为4个，且每一制冷片TEC分别与每一对应的不同的TEC驱动板连接。

3.如权利要求1所述自动温控校准系统，其特征在于，所述自动测量模块还包括通信单元，所述通信单元与所述测量板连接。

4.如权利要求1所述的自动温控校准系统，其特征在于，所述自动测量模块还包括USB单元，所述USB单元与所述测量板连接。

5.如权利要求1所述的自动温控校准系统，其特征在于，所述自动测量模块还包括显示单元，所述显示单元与所述测量板连接。

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