CN213933758U - 一种恒温气室装置 - Google Patents

Abstract

一种恒温气室装置，包括温控模块和恒温气室模块，恒温气室模块包括气体输入管、气体输出管、进气管路、出气管路、气室、气体传感器及恒温油槽；恒温油槽内部充满液态导热介质，气体输入管和气体输出管穿设在恒温油槽侧壁上，进气管路、气室和出气管路相串接均设于恒温油槽内，气室内设有气体传感器；恒温油槽还包括加热器件和测温元件，加热器件和测温元件均伸入槽体内的液态导热介质中，加热器件电控制线部分设在槽体外，测温元件信号线伸出槽体外。温控模块，使恒温油槽的温度保持在设定的温度。本实用新型中气室温度被控制在预设温度，可以规避气体传感器受环境温度的影响而产生的信号偏移问题，保证气体传感器的检测性能。

Description

一种恒温气室装置

技术领域

本实用新型属于气体检测领域，特别涉及一种恒温气室装置。

背景技术

大多数气体传感器对环境温度较为敏感，使用中，在不同的环境温度条件下，通常参数会产生不同程度的偏移。所以，一般都会对传感器的环境温度特性进行修正，基于MEMS原理和电阻式的气体传感器尤为如此。

常规做法是在传感器的工作环境温度范围内，测量传感器参数在不同环境温度下的偏移情况，然后根据偏移量和环境温度的变化关系，确定传感器的修正算法。该做法测试过程比较繁琐，算法确定也需要大量的试验摸索和验证。

也有采用在传感器气体检测芯体元件附近增设加热和测温电路的方法，通过温控电路实现气体传感器附近温度恒定，达到避免环境温度影响的目的。但是，此方法仅满足在环境温度变化量较小情况下的测量要求，当环境温度变化量较大时，仍然会存在测量偏移的现象。

为了简化传感器环境温度校准过程，提高传感器的测量准确度，亟需分析现有MEMS原理传感器和电阻式传感器的工作特性以及技术特点，设计一种简单、实用的规避环境温度变化对气体传感器影响的测量装置。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种恒温气室装置，可使气体传感器附近温度场恒定，解决气体传感器检测信号随环境温度变化偏移的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种恒温气室装置，包括温控模块和恒温气室模块；

恒温气室模块包括气体输入管、气体输出管、进气管路、出气管路、气室、气体传感器及恒温油槽；

恒温油槽的槽体是一个内部中空的封闭腔体，内部充满液态导热介质，气体输入管和气体输出管穿设在恒温油槽侧壁上，进气管路、气室和出气管路均设于恒温油槽内，进气管路进气端连通气体输入管的槽内一端，进气管路的出气端连接气室的进气口，气室的出气口连接出气管路的进气端，出气管路的出气端连通气体输出管的槽内一端，气室内设有气体传感器，气体传感器的信号线延伸出槽体外；

恒温油槽还包括加热器件和测温元件，加热器件和测温元件均伸入槽体内的液态导热介质中，加热器件靠近槽体的内侧和底部，加热器件电控制线部分设在槽体外，测温元件设在靠近气室的部位，其信号线伸出槽体外。

温控模块，对加热器件进行控制使恒温油槽的温度保持在设定的温度附近，温控模块的输入端连接测温元件的信号线，温控模块的输出端连接加热器件的电控制线。

进气管路和出气管路均呈蛇形分布。

所述的液态导热介质采用二甲基硅油。

所述的加热器件采用加热棒，加热棒分布与恒温油槽槽体的侧部和底部。

所述的测温元件采用温度传感器。

操作温控模块，对恒温油槽温度进行预设（预设温度高于测量环境的最高温度），温控模块采集测温元件的电信号，测温元件测量恒温油槽温度即气室温度，油槽温度低于预设温度时，温控模块输出信号使加热器件加热，油槽温度等于高于预设温度时，温控模块输出信号使加热器件停止加热……如此反复，实现对恒温油槽的温度控制。温控模块在许多检测领域均有应用，为成熟技术，在此不做赘述，仅对其控制功能进行说明。

待恒温油槽温度稳定后，气体传感器开始工作，待测气体通过气体输入管进入蛇形的进气管路被充分预热后，进入气室内被气体传感器检测，而后经过蛇形的出气管路和气体输出管被排放到指定位置或者空气中。

本实用专利中，为了避免气体传感器附近环境温度的变化，在气室外设有恒温油槽，保证气体传感器处于恒定的温度环境下。为使测试样气的温度和气体传感器的气室温度相同，在气室的进气口的前级增设放置于恒温油槽中的预热管道——进气管路，其长度可根据温升大小和流量调整；为避免排气口气温变化带来气室温度偏差，在气室的出气口后级增设放置于恒温油槽中的蛇形出气管路，保持气室温度恒定。

本实用新型中，由于气室温度被控制在预设温度，因此可以规避气体传感器受环境温度的影响而产生的信号偏移问题，保证气体传感器的检测性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种恒温气室装置，包括温控模块1和恒温气室模块2；

恒温气室模块2包括气体输入管3、气体输出管9、进气管路12、出气管路5、气室11、气体传感器10及恒温油槽4；

恒温油槽4的槽体是一个内部中空的封闭腔体，内部充满液态导热介质，气体输入管3和气体输出管9穿设在恒温油槽4侧壁上，进气管路12、气室11和出气管路5均设于恒温油槽4内，进气管路12进气端连通气体输入管3的槽内一端，进气管路12的出气端连接气室11的进气口，气室11的出气口连接出气管路5的进气端，出气管路5的出气端连通气体输出管9的槽内一端，气室11内设有气体传感器10，气体传感器10的信号线延伸出槽体外；

恒温油槽4还包括加热器件6和测温元件8，加热器件6和测温元件8均伸入槽体内的液态导热介质中，加热器件6靠近槽体的内侧和底部，加热器件6电控制线部分设在槽体外，测温元件8设在靠近气室11的部位，其信号线伸出槽体外。

温控模块1，对加热器件6进行控制使恒温油槽4的温度保持在设定的温度附近，温控模块1的输入端连接测温元件8的信号线，温控模块1的输出端连接加热器件6的电控制线。

进气管路12和出气管路5均呈蛇形分布。

所述的液态导热介质采用二甲基硅油。

所述的加热器件6采用加热棒，加热棒分布与恒温油槽4槽体的侧部和底部。

所述的测温元件8采用温度传感器。

操作温控模块1，对恒温油槽4温度进行预设（预设温度高于测量环境的最高温度），温控模块1采集测温元件8的电信号，测温元件8测量恒温油槽4温度即气室11温度，油槽温度低于预设温度时，温控模块1输出信号使加热器件6加热，油槽温度等于高于预设温度时，温控模块1输出信号使加热器件6停止加热……如此反复，实现对恒温油槽的温度控制。温控模块在许多检测领域均有应用，为成熟技术，在此不做赘述，仅对其控制功能进行说明。

待恒温油槽4温度稳定后，气体传感器开始工作，待测气体通过气体输入管3进入蛇形的进气管路12被充分预热后，进入气室11内被气体传感器10检测，而后经过蛇形的出气管路5和气体输出管9被排放到指定位置或者空气中。

本实用专利中，为了避免气体传感器10附近环境温度的变化，在气室11外设有恒温油槽，保证气体传感器10处于恒定的温度环境下。为使测试样气的温度和气体传感器10的气室11温度相同，在气室11的进气口的前级增设放置于恒温油槽中的预热管道——进气管路12，其长度可根据温升大小和流量调整；为避免排气口气温变化带来气室11温度偏差，在气室11的出气口后级增设放置于恒温油槽中的蛇形出气管路5，保持气室11温度恒定。

本实用新型中，由于气室11温度被控制在预设温度，因此可以规避气体传感器10受环境温度的影响而产生的信号偏移问题，保证气体传感器的检测性能。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种恒温气室装置，其特征在于：包括温控模块（1）和恒温气室模块（2）；

恒温气室模块（2）包括气体输入管（3）、气体输出管（9）、进气管路（12）、出气管路（5）、气室（11）、气体传感器（10）及恒温油槽（4）；

恒温油槽（4）的槽体是一个内部中空的封闭腔体，内部充满液态导热介质，气体输入管（3）和气体输出管（9）穿设在恒温油槽（4）侧壁上，进气管路（12）、气室（11）和出气管路（5）均设于恒温油槽（4）内，进气管路（12）进气端连通气体输入管（3）的槽内一端，进气管路（12）的出气端连接气室（11）的进气口，气室（11）的出气口连接出气管路（5）的进气端，出气管路（5）的出气端连通气体输出管（9）的槽内一端，气室（11）内设有气体传感器（10），气体传感器（10）的信号线延伸出槽体外；

恒温油槽（4）还包括加热器件（6）和测温元件（8），加热器件（6）和测温元件（8）均伸入槽体内的液态导热介质中，加热器件（6）靠近槽体的内侧和底部，加热器件（6）电控制线部分设在槽体外，测温元件（8）设在靠近气室（11）的部位，其信号线伸出槽体外。

2.根据权利要求1所述的一种恒温气室装置，其特征在于：温控模块（1），对加热器件（6）进行控制使恒温油槽（4）的温度保持在设定的温度附近，温控模块（1）的输入端连接测温元件（8）的信号线，温控模块（1）的输出端连接加热器件（6）的电控制线。

3.根据权利要求1所述的一种恒温气室装置，其特征在于：进气管路（12）和出气管路（5）均呈蛇形分布。

4.根据权利要求1所述的一种恒温气室装置，其特征在于：所述的液态导热介质采用二甲基硅油。

5.根据权利要求1或2所述的一种恒温气室装置，其特征在于：所述的加热器件（6）采用加热棒，加热棒分布与恒温油槽（4）槽体的侧部和底部。

6.根据权利要求1或2所述的一种恒温气室装置，其特征在于：所述的测温元件（8）采用温度传感器。

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