CN216285029U - 一种新型结露系统及露点仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型结露系统，设置于一检测腔内，所述检测腔上设有用于与外界连通的结露口，包括制冷堆和测温计，所述制冷堆的顶部为冷端部，底部为热端部，所述测温计嵌入冷端部的下方；所述结露口的外壁面贴覆有隔热膜；所述隔热膜上设有缺口，所述缺口位于结露口的位置处，且缺口上放置有镜片，且所述镜片与结露口密封连接，且镜片的底面紧贴冷端部的上表面，并与冷端部的上表面共同作用压紧缺口边缘的隔热膜，以密封冷端部；所述冷端部通过缺口直接与镜片接触传导冷量。本实用新型还公开了一种露点仪，包括上述的新型结露系统，本实用新型减少了冷量损耗，提高了制冷效率，同时也缩小了结露系统的体积，提高了露点测量能力。

Description

一种新型结露系统及露点仪

技术领域

本实用新型涉及结露测量的技术领域，更具体地，涉及一种新型结露系统及露点仪。

背景技术

露点仪是测量气体中含有水汽含量的仪器设备，配合测量气体温度，可以获得气体的温湿度。光学冷镜式露点仪因其测量精度高，长期稳定可靠，被国际通用作为计量检测行业测量露点和温湿度的传递标准。

虽然露点仪具有以上精度高、长期稳定可靠的特点，但其价格高昂、使用和维护频繁是其不可回避的问题，测量范围、仪器体积大等因素也限制了使用场景。

结露系统是露点仪的其中一个重要组成部分，结露系统的主要工作原理为：通过制冷使镜面结露，再测量结露温度。其中，要保证露点仪高精度，测量气体必须清洁干净无污染，或者定期清洗镜面污染物，否则容易受镜面污染物影响导致测量露点偏差从而影响仪器精度。

而且，现有的结露系统镜面采用大尺寸铜镀金，铜块惯性大导致响应速度慢，铜镀金工艺表面容易脏污；且大尺寸铜镀金，消耗制冷功率，导致制冷温差小，测量露点范围小。

再者，为便于放置测温计，现有的结露系统中，镜片与制冷堆之间设置有导热铜块，由于导热铜块会带走部分冷量，因此导致制冷堆的功耗大，且制冷效率低，制冷温差小，进而制约了露点测量能力，导致测量到的露点温度有限。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种新型结露系统，用于解决现有的结露系统制冷温差小、测量露点范围小的问题。

本实用新型的另一目的在于，提供一种体积小、便于携带的露点仪。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种新型结露系统，设置于一检测腔内，所述检测腔上设有用于与外界连通的结露口，包括制冷堆和测温计，所述制冷堆的顶部为冷端部，底部为热端部，所述测温计嵌入冷端部的下方；

所述结露口的外壁面贴覆有隔热膜；所述隔热膜上设有缺口，所述缺口位于结露口的位置处，且缺口上放置有镜片，且所述镜片与结露口密封连接，且镜片的底面紧贴冷端部的上表面，并与冷端部的上表面共同作用压紧缺口边缘的隔热膜，以密封冷端部；所述冷端部通过缺口直接与镜片接触传导冷量。

本技术方案的制冷堆的冷端部直接与镜片接触，进而将冷量快速传导到镜片上，提高了镜片的制冷效率。另一方面，通过在冷端部外壁面贴覆隔热膜，还可以有效防止冷端部的冷量散失，降低了制冷的功耗；而且本技术方案的结露口与镜片密封连接，隔热膜与检测腔的内壁胶粘连接，以封闭检测腔内部空间，既防止了冷量散失，也避免了外界水汽、腐蚀气体等从结露口进入制冷堆内部空间，对电路损坏。

在其中一种实施例中，所述镜片为硅片；且所述镜片的上表面涂覆有抗油疏水材料层。通过涂覆抗油疏水材料层，以使镜片表面光洁不易污染，从而实现结露系统的自清洁功能，减少了工作人员的操作维护，也提高了结露系统的使用寿命。进一步地，为保证冷量传递效果，所述镜片的轮廓与冷端部的轮廓一致；为避免冷量散失，所述镜片与缺口的边缘胶粘连接。

作为另一种实施方式，一种新型结露系统，设置于一检测腔内，所述检测腔上设有用于与外界连通的结露口，所述新型结露系统包括制冷堆和测温计，所述制冷堆的顶部为冷端部，底部为热端部，所述测温计嵌入冷端部的下方；所述冷端部的上表面涂覆有金属材料层，作为镜面层，所述镜面层与结露口密封连接；

所述冷端部外贴覆有隔热膜，所述隔热膜从冷端部的下表面紧贴冷端部的四周延伸至检测腔的内壁面，且与检测腔的内壁面密封连接，以与金属材料层共同作用封闭结露口。

本技术方案直接在冷端部的上表面涂覆金属材料层，作为镜面层，不仅使冷端部的上表面具有遇冷结露的效果，而且由于镜面层的厚度远远小于镜片的厚度，因此冷端部的冷量能更快传递到镜面层，使镜面层在同等条件下，更快达到制冷的温度，从而提高了制冷效率，也降低了制冷功率。进一步地，通过在冷端部外贴覆隔热膜，可以有效避免冷量散失；隔热膜与检测腔内壁密封连接，既可以避免冷端部的冷量散失，也避免了外界水汽、腐蚀气体等从结露口进入制冷堆内部空间，对电路损坏。

优选地，隔热膜紧贴于冷端部的下表面设置，这样，隔热膜在实现与金属材料层共同作用，封闭结露口的同时，也可以密封冷端部周壁，避免冷量散失，从而使冷量快速向镜面层传导冷量。

进一步地，所述金属材料层为金属铂层，且所述金属材料层上还涂覆有抗油疏水材料层。

在其中一种实施例中，所述隔热膜与冷端部胶粘连接。

在其中一种实施例中，所述隔热膜为PTFE膜。PTFE膜极为薄且密封性良好。

一种露点仪，包括上述的新型结露系统，还包括光电检测元件，设置于所述检测腔内，所述检测腔的中部设有横向开放的检测通道，且所述检测腔包括分别设在所述检测通道下方和上方的第一安装腔和第二安装腔，所述新型检测系统设在第一安装腔内，所述结露口开设于第一安装腔的顶部；所述光电检测元件设在第二安装腔内，用于发出检测光线，且发出的检测光线穿过第二安装腔的底部，经检测通道投射于第一安装腔的结露口上。

在其中一种实施例中，所述光电检测元件上设有温度检测元件和检测盖，所述温度检测元件外套设有温度管，所述检测盖与检测腔密封连接，且所述温度检测元件和检测盖贯穿检测盖设置，用于检测外界环境温度。

现有技术中，由于温度检测元件需要与外部的控制器连接，因此，温度检测元件与光电检测元件是分开设置，即温度检测元件是分离式设置。这样造成露点传感器的体积比较大，线路多。本技术方案中，温度检测元件与光电检测元件设在同一检测腔上，即温度检测元件和结露系统集成在同一探头上，这样简化了整套露点传感器的结构，使露点传感器的体积更小、更便于携带。

在其中一种实施例中，还包括散热座，设置于结露系统的底部，用于对结露系统的热端部进行散热；所述散热座的顶部设有开口，且开口处设有硅胶密封垫、焊针和针位固定板，所述硅胶密封垫和针位固定板分别设在开口的下侧和上侧，且与开口密封连接，所述焊针穿过硅胶密封垫，且与针位固定板固定连接；所述结露系统的热端部与针位固定板固定连接；所述检测腔与散热座密封连接。

通过设置焊针，以便快速将热端部的热量传导到散热座进行散热。通过硅胶密封垫和针位固定板，密封散热座的开口，以免外界水汽、腐蚀气体等进入散热座内部。

在其中一种实施例中，所述散热座内还设有PCB主控板和PCB转接板，所述PCB主控板的底部和顶部分别设有航空接头和连接座，所述PCB转接板的上侧和下侧分别连接焊针和连接座；所述散热座的底部设有底盖，所述航空接头穿过底盖，且外露于底盖之外；所述航空接头与底盖的连接位置处设有密封圈。

现有的露点仪控制系统一般为外设的机体，其体积大，功耗也大，本技术方案通过在散热座内设置PCB主控板，大大缩小了露点仪的体积，提高了便携性。其中，PCB主控板依次通过PCB转接板和焊针连接结露系统、光电检测元件和温度检测元件，以便进行结露检测。具体地，检测腔内设有电路通道，结露系统、光电检测元件和温度检测元件通过电路通道与焊针电连接。

本技术方案的露点仪的工作原理为：通过制冷堆制冷，将镜片/镜面层温度降低至镜片/ 镜片层表面出现结露或结霜。光电检测元件发射光线，并对该光线经过镜片/镜面表面反射回来的光强进行监测。通过光电检测元件，可监测出镜面结露厚度的变化。当结露或结霜厚度稳定时，即结露系统达到动态平衡状态，镜片/镜面温度可视为露点温度，测温计用于测量镜片/镜面温度从而获得露点温度。通过测量气体温度和露点温度，根据水蒸气饱和气压与温度关系，按照相对湿度定义可计算获得气体的相对湿度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型直接在制冷堆的冷端部上粘贴镜片，或涂覆金属材料层，形成镜面层，舍去了原有的导热铜块，减少了冷量损耗，提高了制冷效率，同时也缩小了结露系统的体积，提高了露点测量能力，从而实现降低制冷功耗，以便在同等其他条件下，实现测量更低露点。另外，隔热膜的设置可以有效封闭冷端部，避免冷端部的冷量散失，同时也大大缩小了结露系统的体积，使整个露点仪的体积更小。

本实用新型的露点仪通过提高结露系统的制冷效率，降低功率，以及采用高集成化的 PCB主控板，并将PCB主控板内嵌入主控系统的壳体内，以将整个露点仪一体化，从而大大缩小了露点仪的体积，更便于携带使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结露系统的立体结构图。

图2为本实用新型实施例1的结露系统的拆分结构图。

图3为实施例1的检测腔截面图。

图4为图3中A部分的放大图。

图5为实施例2的露点仪拆分结构图。

图6为本实用新型的露点仪沿B-B方向的截面图。

图7为实用新型的检测腔与散热座连接部分的拆分结构图。

图8为本实用新型的检测腔分别沿E-E方向和F-F方向的截面图。

图9为本实用新型的散热座拆分结构图。

图10为实施例3的结露系统结构示意图。

图11为检测腔的截面图。

图12为图11中B部分的放大图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，一种新型结露系统14，包括制冷堆22，制冷堆22的顶部为冷端部222，底部为热端部221。其中，冷端部222的下表面紧贴有测温计23，冷端部222外包覆有隔热膜；该隔热膜的上表面设有缺口，缺口上放置有镜片24，且镜片24与密封口的边缘胶粘连接，以封闭密封口；隔热膜的下表面与冷端部222下表面胶粘连接，从而密封冷端部222，放置冷端部222的冷量散失。

进一步地，本实施例的新型结露系统14设置于一检测腔15内，检测腔15上设有用于与外界连通的结露口，且结露口与镜片24密封连接，隔热膜的上表面与检测腔15内壁胶粘连接，以封闭制冷堆22所在的内部空间，防止外界水汽、腐蚀气体等从结露口进入制冷堆22 内部空间，损坏电路。

具体地，制冷堆22工作时，冷端部222通过缺口直接与镜片24接触传导冷量，进而使冷量快速传导到镜片24上。

进一步地，镜片24上涂覆有抗油疏水材料层，以使镜片24表面光洁不易污染。

其中，本实施例的制冷堆22设有两级制冷结构，分别为从下到上依次堆叠设置的第一级制冷结构和第二级制冷结构，所述第一级制冷结构的底部为热端部221，所述第二级制冷结构的顶部为冷端部222。

实施例2

如图5和图6所示，一种露点仪，包括实施例1的新型结露系统14，还包括光电检测元件16，光电检测元件16设置于检测腔15内，检测腔15的中部设有横向开放的检测通道，且检测腔15包括分别设在检测通道下方和上方的第一安装腔和第二安装腔，实施例1的新型检测系统设在第一安装腔内，检测腔15上的结露口开设于第一安装腔的顶部；光电检测元件 16设在第二安装腔内，用于发出检测光线，且发出的检测光线穿过第二安装腔的底部，经检测通道投射于第一安装腔的结露口上。

如图7和图8所示，进一步地，光电检测元件16上设有温度检测元件19和检测盖18，温度检测元件19外套设有温度管20，检测盖18与检测腔15密封连接，且温度检测元件19 和检测盖18贯穿检测盖18设置，用于检测外界环境温度。

如图7和图9所示，更具体地，结露系统14的底部还设置有散热座11，用于对结露系统14的热端部221进行散热；散热座11的顶部设有开口，且开口处设有硅胶密封垫10、焊针9和针位固定板12，其中，硅胶密封垫10和针位固定板12分别设在开口的下侧和上侧，且与开口密封连接，而焊针9穿过硅胶密封垫10，且与针位固定板12固定连接；结露系统 14的热端部221与针位固定板12固定连接，进而通过焊针9向散热座11传递热量，进行散热；而检测腔15与散热座11密封连接，以密封散热座11和检测腔15，防止外界水汽进入散热座11和检测腔15内。

进一步地，散热座11内还设有PCB主控板6和PCB转接板8，PCB主控板6的底部和顶部分别设有航空接头6-1和连接座6-2，PCB转接板8的上侧和下侧分别连接焊针9和连接座6-2；散热座11的底部设有底盖3，航空接头6-1穿过底盖3，且外露于底盖3之外；航空接头6-1与底盖3密封连接。

更具体地，航空接头6-1与底盖3的连接位置处设有螺母1和第一密封圈4，底盖3与散热座11的连接位置处设有第二密封圈5，且底盖3还通过第一组螺钉2固定于散热座11上。

另外，为使PCB转接板8更好地固定于散热座11顶部，PCB转接板8与散热座11的连接之间设有第二组螺钉7；为保证散热座11顶部的密封效果，散热座11的顶部与检测腔15之间设有第三密封圈13；为保证检测腔15顶部的密封效果，检测腔15和检测盖18之间设有第四密封圈17，且检测盖18上还设有第三组螺钉21，第三组螺钉21从检测盖18顶部穿过检测腔15，且与散热座11固定连接。

实施例3

如图10-12所示，本实施例公开了一种新型结露系统14，包括制冷堆22，制冷堆22的顶部为冷端部222，底部为热端部221。其中，冷端部222的下表面紧贴有测温计23，冷端部222的上表面涂覆有金属材料层，作为镜面层，优选地，该金属材料层为金属铂层，优选地，金属材料层上还涂覆有抗油疏水材料层。

具体地，该新型结露系统14设置于一检测腔15内，检测腔15上设有用于与外界连通的结露口，结露系统14的抗油疏水材料层与结露口密封连接，进而封闭结露口。

进一步地，冷端部222外包覆有隔热膜26，隔热膜26紧贴冷端部222的下表面，且从冷端部222的下表面紧贴冷端部222的四周延伸至检测腔15内，且与检测腔15的壁面密封连接，进而与抗油疏水材料层共同作用，封闭结露口，防止外界水汽、腐蚀气体等从结露口进入制冷堆22所在空间内，损坏电器。

具体地，隔热膜26与冷端部222胶粘连接，且隔热膜26与检测腔15的内壁胶粘连接，以提高密封效果。

优选地，隔热膜26为PTFE膜，PTFE膜极为薄且密封性良好，更符合用户所需。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型结露系统，设置于一检测腔内，所述检测腔上设有用于与外界连通的结露口，其特征在于，包括制冷堆和测温计，所述制冷堆的顶部为冷端部，底部为热端部，所述测温计嵌入冷端部的下方；

所述结露口的外壁面贴覆有隔热膜；所述隔热膜上设有缺口，所述缺口位于结露口的位置处，且缺口上放置有镜片，且所述镜片与结露口密封连接，且镜片的底面紧贴冷端部的上表面，并与冷端部的上表面共同作用压紧缺口边缘的隔热膜，以密封冷端部；所述冷端部通过缺口直接与镜片接触传导冷量。

2.根据权利要求1所述的一种新型结露系统，其特征在于，所述镜片为硅片；且所述镜片的上表面涂覆有抗油疏水材料层。

3.一种新型结露系统，设置于一检测腔内，所述检测腔上设有用于与外界连通的结露口，其特征在于，包括制冷堆和测温计，所述制冷堆的顶部为冷端部，底部为热端部，所述测温计嵌入冷端部的下方；所述冷端部的上表面涂覆有金属材料层，作为镜面层，所述镜面层与结露口密封连接；

所述冷端部外贴覆有隔热膜，所述隔热膜从冷端部的下表面紧贴冷端部的四周延伸至检测腔的内壁面，且与检测腔的内壁面密封连接，以与金属材料层共同作用封闭结露口。

4.根据权利要求3所述的一种新型结露系统，其特征在于，所述金属材料层为金属铂层，且所述金属材料层上涂覆有抗油疏水材料层，所述抗油疏水材料层与结露口密封连接。

5.根据权利要求1或3所述的一种新型结露系统，其特征在于，所述隔热膜与冷端部胶粘连接。

6.根据权利要求1或3所述的一种新型结露系统，其特征在于，所述隔热膜为PTFE膜。

7.一种露点仪，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的新型结露系统，还包括光电检测元件，设置于所述检测腔内，所述检测腔的中部设有横向开放的检测通道，且所述检测腔包括分别设在所述检测通道下方和上方的第一安装腔和第二安装腔，所述新型检测系统设在第一安装腔内，所述结露口开设于第一安装腔的顶部；所述光电检测元件设在第二安装腔内，用于发出检测光线，且发出的检测光线穿过第二安装腔的底部，经检测通道投射于第一安装腔的结露口上。

8.根据权利要求7所述的一种露点仪，其特征在于，所述光电检测元件上设有温度检测元件和检测盖，所述温度检测元件外套设有温度管，所述检测盖与检测腔密封连接，且所述温度检测元件和检测盖贯穿检测盖设置，用于检测外界环境温度。

9.根据权利要求7所述的一种露点仪，其特征在于，还包括散热座，设置于结露系统的底部，用于对结露系统的热端部进行散热；所述散热座的顶部设有开口，且开口处设有硅胶密封垫、焊针和针位固定板，所述硅胶密封垫和针位固定板分别设在开口的下侧和上侧，且与开口密封连接，所述焊针穿过硅胶密封垫，且与针位固定板固定连接；所述结露系统的热端部与针位固定板固定连接；所述检测腔与散热座密封连接。

10.根据权利要求9所述的一种露点仪，其特征在于，所述散热座内还设有PCB主控板和PCB转接板，所述PCB主控板的底部和顶部分别设有航空接头和连接座，所述PCB转接板的上侧和下侧分别连接焊针和连接座；所述散热座的底部设有底盖，所述航空接头穿过底盖，且外露于底盖之外；所述航空接头与底盖的连接位置处设有密封圈。

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