CN211505361U - 加热装置及热导检测器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种加热装置及热导检测器，涉及分析仪器技术领域，该加热装置应用于热导检测器的升温过程，包括：设置在热导检测器导热池中的加热棒以及供电电路；供电电路的输出端通过电源线与加热棒的两端相连。该加热装置设置在热导检测器中，热导检测器包括：部署在壳体内部的加热膜、导热池、腔体以及加热装置；其中加热膜用于对导热池进行加热；导热池中设置有加热孔，用于放置加热装置。该加热装置可单独为热导检测器的导热池进行加热，使得加热装置与加热膜共同用于导热池的加热过程，提高了热导检测器的加热速率，减少了加热时间，有利于通过算法的方式对加热过程进行控制，同时解决了热导检测器中热导池加热方式单一的问题。

Description

加热装置及热导检测器

技术领域

本实用新型涉及分析仪器技术领域，尤其是涉及一种加热装置及热导检测器。

背景技术

现有的热导检测器中，热导池的加热过程是通过设置在热导检测器腔体中的加热膜进行加热得以实现，在热导检测器中通常只使用这一种加热方式，方式单一，而且导热池的加热速率还有提升空间。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种加热装置及热导检测器，通过在热导检测器的导热池中增加额外的加热装置，单独为导热池进行加热，与加热膜共同作用实现了对导热池的加热过程，提高了热导检测器的加热速率，解决了热导检测器中导热池的加热方式单一的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种加热装置，该装置应用于热导检测器的升温过程，该装置包括：设置在热导检测器导热池中的加热棒以及供电电路；

供电电路的输出端通过电源线与加热棒的两端相连。

在一些实施方式中，上述加热棒的直径与热导检测器导热池中预留的加热孔的直径相同。

在一些实施方式中，上述加热棒的直径小于热导检测器导热池中预留的加热孔的直径；

加热棒与热导检测器导热池中预留的加热孔涂有导热硅胶。

在一些实施方式中，上述加热棒长度为20-30mm，直径为5-10mm。

在一些实施方式中，上述供电电路的输出端分别向加热棒两端输出不同的电压值；

当加热棒两端的电压差达到预设的阈值时，加热棒开始加热，使热导检测器的升温。

在一些实施方式中，上述加热棒的材质为304不锈钢。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种热导检测器，上述热导检测器包括：部署在壳体内部的加热膜、导热池、腔体以及如第一方面任一实施方式提到的加热装置；

加热膜用于对导热池进行加热；

导热池中设置有加热孔，用于放置加热装置。

在一些实施方式中，上述加热膜的两面均涂有背胶；其中加热膜的一面背胶用于将加热膜固定于壳体中；加热膜的另一面背胶贴有保温棉。

在一些实施方式中，上述腔体为可拆卸式；腔体通过固定螺丝固定在壳体中。

在一些实施方式中，上述热导检测器中还包括控制单元；

控制单元用于对加热装置进行控制。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供了一种加热装置及热导检测器，该装置应用于热导检测器的升温过程，包括：设置在热导检测器导热池中的加热棒以及供电电路；供电电路的输出端通过电源线与加热棒的两端相连。该加热装置设置在热导检测器中，该热导检测器包括：部署在壳体内部的加热膜、导热池、腔体以及加热装置；其中加热膜用于对导热池进行加热；导热池中设置有加热孔，用于放置加热装置。该加热装置可单独为热导检测器的导热池进行加热，使得加热装置与加热膜共同用于导热池的加热过程，提高了热导检测器的加热速率，减少了加热时间，使得热导检测器能够更快的到达目标温度，而且有利于通过算法的方式对加热过程进行控制，同时解决了热导检测器中热导池加热方式单一的问题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种加热装置的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种热导检测器的示意图；

图3本实用新型实施例提供的热导检测器的工作流程图。

图标：

100-热导检测器；101-导热池；102-加热棒；103-供电电路；104-高电压输出端；105-低电压输出端；210-壳体；220-加热膜；230-导热池；240- 腔体；250-加热装置；260-加热孔；270-保温棉；280-内壳。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本实用新型保护的范围。

热导检测器(TCD，Thermal Conductivity Detector)又称热导池或热丝检热器，是气相色谱法最常用、最早出现和应用最广的一种检测器。热导检测器的工作原理是不同气体之间具有相互不同的热导率。热导检测器是一种通用的非破坏性浓度型检测器，一直是实际工作中应用最多的气相色谱检测器之一。热导检测器特别适用于气体混合物的分析，对于那些氢火焰离子化检测器不能直接检测的无机气体的分析，热导检测器更是显示出独到之处。热导检测器在检测过程中不破坏被监测组份，有利于样品的收集，或与其他仪器联用。热导检测器能满足工业分析中峰高定量的要求，很适于工厂的控制分析。

现有技术中的热导检测器，对热导池的加热过程是通过设置在热导检测器腔体中的加热膜进行加热来实现的，而不同规格的热导检测器的导热池尺寸均不相同，而且热导检测器腔体的形状结构也各不相同，腔体之间的空隙也各不一样，导致不同热导检测器的加热速度均不相同。由于只通过加热膜的方式进行加热，可见现有的热导检测器中加热方式单一，导热池加热速度的控制方式也有待提升。

考虑到现有热导检测器中导热池的方式单一的问题，本实用新型的目的在于提供一种加热装置及热导检测器，下面通过具体实施例进行描述。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例所公开的一种加热装置进行详细介绍，该加热装置应用于热导检测器的升温过程，该加热装置的示意图如图1所示，包括：设置在热导检测器100的导热池101 中的加热棒102以及供电电路103；

供电电路103的输出端包括高电压输出端104以及低电压输出端105，高电压输出端104以及低电压输出端105通过电源线与加热棒102的两端相连。

加热棒102需要深入至导热池101中，导热池101中设置有相关区域用于放置加热棒102。例如该区域可设计为纵向设置的孔洞，使得加热棒可插入该孔洞中；该区域也可设计为横向设置的孔洞，使得加热棒可以直接水平放置在该区域中，并通过固定装置进行固定。

供电电路103用于向加热棒提供电力，通过将供电电路103的高电压输出端104以及低电压输出端105分别连接到加热棒102的两端时，控制高电压输出端104以及低电压输出端105之间的电压值，通过高电压输出端104以及低电压输出端105之间的电压差值可实现加热棒102的加热操作。可见，通过对供电电路103的控制，可方便的对加热棒102的加热过程进行控制。

由此可见，加热装置中的加热棒可单独为热导检测器的导热池进行加热，使得加热装置与加热膜共同用于导热池的加热过程，提高了热导检测器的加热速率，减少了加热时间，使得热导检测器能够更快的到达目标温度，而且有利于通过算法的方式对加热过程进行控制，同时解决了热导检测器中热导池加热方式单一的问题。

在一些实施方式中，上述加热棒需要插入至热导池中，此时的热导池需要预留与加热棒尺寸相近的孔洞区域。具体实施过程中，加热棒长度为 20-30mm，直径为5-10mm。加热棒的直径与热导检测器导热池中预留的加热孔的直径相同，使得加热棒可严丝合缝的伸入至热导池中，在加热棒加热的过程中可进一步将热量传导至热导池中。

在一些实施方式中，上述加热棒的直径小于热导检测器导热池中预留的加热孔的直径。由于加热棒的材质不同，加热棒在加热时其自身也会有热胀冷缩的特性导致棒体本身体积增大；与此同时，当加热停止时棒体本身体积又会减小，使得与导热池之间产生缝隙。为了应对上述情况，加热棒的材质可选用304不锈钢。

针对上述情况，为了更好的将加热棒伸入至导热池中，将加热棒的直径设置为小于导热池中预留的加热孔的执行，并在加热棒与加热孔之间采用导热硅胶进行填充。导热胶可选用超高温导热胶、有机硅导热胶、环氧树脂AB胶、聚氨酯胶、聚氨酯导热导电胶、导热硅脂等任意一种。

供电电路的输出端分别向加热棒两端输出不同的电压值；当加热棒两端的电压差达到预设的阈值时，加热棒开始加热，使热导检测器的升温。在供电电路中设置有温度控制模块，该温度控制模块预先设置相应的温度阈值，通过温度传感器实时检测当前导热池的温度，并实时判断当前温度是否高于预设的温度阈值，如果当前温度低于预设的温度阈值，表明导热池需要快速加热，因此控制供电电路向加热棒的两端输出不同的电压值，使得加热棒与加热膜共同对导热池进行加热，加热的过程中还需实时的对导热池的温度进行采集并判断。

如果当前温度不低于预设的温度阈值时，表明导热池不需要快速加热，此时控制供电电路停止加热棒的加热过程。上述控制过程所采用的相关算法，可通过PID(Proportion Integral Differential，比例、积分和微分)算法得以实现。供电电路基于PID算法的温控算法来调节加热过程，可使得温度浮动不超过0.01摄氏度，以此达到温度的稳定。

由此可见，该加热装置可单独为热导检测器的导热池进行加热，使得加热装置与加热膜共同用于导热池的加热过程，提高了热导检测器的加热速率，减少了加热时间。通过供电电路的控制过程，使得热导检测器能够更快的到达目标温度，而且实现了通过算法的方式对加热过程进行控制，同时解决了热导检测器中热导池加热方式单一的问题。

本实用新型实施例所提供的了一种热导检测器，如图2所示，该热导检测器包括部署在壳体210内部的加热膜220、导热池230、腔体240以及如上述实施例中提到的加热装置250。

加热膜220用于对导热池230进行加热；导热池230中设置有加热孔 260，用于放置加热装置250。

加热膜220覆盖在外壳的内部，覆盖区域尽可能的多，例如外壳为长方体时，在长方体的六个面均设置加热膜。外壳还设置有保温棉270，用于对导热池进行保温。

具体的实施过程中，加热膜220的两面均涂有背胶；其中加热膜220 的一面背胶用于将加热膜220固定于壳体210中的内壳280；加热膜220的另一面背胶贴有保温棉270。通过背胶即可将保温棉与加热膜固定在外壳中。

在一些实施方式中，上述腔体240为可拆卸式；腔体240通过固定螺丝固定在壳体210中。通过螺丝刀对固定螺钉进行拆卸，可方便的将腔体 240进行拆卸，有利于对热导检测器进行拆装，便于后期的维护及检修。

在一些实施方式中，上述热导检测器中还包括控制单元；该控制单元用于对加热装置进行控制。

具体的，在控制单元控制下上述热导检测器的工作流程如图3所示，包括以下步骤：

步骤S301，该步骤为准备阶段，当设备准备就绪时，接收到开始指令，供电电路开始进行工作。例如，当设备开机，完成自检后，热导检测器需要导热池进行加热，此时供电电路会接收到一个信号，开始准备工作。

步骤S302，接收目标温度。

目标温度对于热导检测器而言，是达到的最终温度值，也可以理解为温度阈值，如果当前温度低于目标温度则需要热导检测器进行加热，使得温度达到目标温度。

目标温度的设置通过人工进行的，对于供电电路而言接收到目标温度后进行保存，用于后续的加热逻辑。

步骤S303，检测当前装置温度。

当前装置温度需要通过相关的温度传感器进行检测采集，该温度传感器可设置在热导检测器内部不同区域，通过计算平均值的方式来获取最终的当前装置温度，进一步减小误差。

步骤S304，判断当前温度处于哪个阶段。

通过步骤S302中接受到的目标温度，结合步骤S303中获得的当前装置温度，来判断当前温度处于哪个阶段。具体的说，例如目标温度设置为 60摄氏度，如果当前温度低于60摄氏度时，表明需要使用快速加热的方式，执行步骤S305；如果当前温度不低于60摄氏度时，表明需要使用普通加热的方式，执行步骤S306。

步骤S305，使用快速加热的方式进行加热。

快速加热的方式，就是使用上述实施例提供的布置在导热池中的加热装置结合加热膜一起进行加热。具体的，加热膜用来加热热导检测器腔体；加热棒用来加热导热池。根据具体情况，加热装置中可部署多个加热棒，因此在快速加热的方式进行加热时，多个加热棒与加热膜同时对热导检测器进行加热，大大提升了加热效率。

与此同时，在加热的过程中，温度传感器依旧实时检测当前温度，将检测到加热后的装置温度与目标温度进行判断，重新执行步骤S304，如果当前温度依旧低于目标温度，则继续快速加热的方式进行加热；如果当前温度不低于目标温度，则执行步骤S306。

步骤S306，普通加热的方式进行加热。

普通方式，就是传统热导检测器的加热方式，即仅仅使用加热膜进行加热，加热装置停止工作。

步骤S307，使用温控算法进行保温。

当热导检测器的温度上升至目标温度，由于还有加热膜进行加热，因此热导检测器的温度会上下浮动，此时需要特定控温算法进行保温操作。控温算法可通过PID算法来进行控制，具体细节不再赘述。

步骤S308，结束。

结束过程需要接受到相关结束指令时，才会停止热导检测器的加热过程，例如关机或出现故障时，此时热导检测器会发送结束指令，停止上述加热过程。由于加热过程是有危险性的过程，因此结束指令的优先级较高，具体的说当出现故障时需要优先结束加热过程，防止由于故障导致加热不可控，带来设备自燃的隐患。

本实用新型实施例中所提到的热导检测器，其中的加热装置所实现的原理及产生的技术效果和前述实施例中的加热装置中是相同的，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。

在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加热装置，其特征在于，所述装置应用于热导检测器的升温过程，所述装置包括：设置在热导检测器导热池中的加热棒以及供电电路；

所述供电电路的输出端通过电源线与所述加热棒的两端相连。

2.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热棒的直径与所述热导检测器导热池中预留的加热孔的直径相同。

3.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热棒的直径小于所述热导检测器导热池中预留的加热孔的直径；

所述加热棒与所述热导检测器导热池中预留的加热孔涂有导热硅胶。

4.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热棒长度为20-30mm，直径为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述供电电路的输出端分别向所述加热棒两端输出不同的电压值；

当所述加热棒两端的电压差达到预设的阈值时，所述加热棒开始加热，使所述热导检测器的升温。

6.根据权利要求1所述的加热装置，其特征在于，所述加热棒的材质为304不锈钢。

7.一种热导检测器，其特征在于，所述热导检测器包括：部署在壳体内部的加热膜、导热池、腔体以及如权利要求1至6任一项所述的加热装置；

所述加热膜用于对导热池进行加热；

所述导热池中设置有加热孔，用于放置所述加热装置。

8.根据权利要求7所述的热导检测器，其特征在于，所述加热膜的两面均涂有背胶；其中所述加热膜的一面背胶用于将所述加热膜固定于壳体中；所述加热膜的另一面背胶贴有保温棉。

9.根据权利要求7所述的热导检测器，其特征在于，所述腔体为可拆卸式；所述腔体通过固定螺丝固定在所述壳体中。

10.根据权利要求7所述的热导检测器，其特征在于，所述热导检测器中还包括控制单元；

所述控制单元用于对所述加热装置进行控制。

Images