CN2906609Y

CN2906609Y - 改进型冷镜露点传感器

Info

Publication number: CN2906609Y
Application number: CN 200620113940
Authority: CN
Inventors: 邵江
Original assignee: BEIJING JINGHONGTIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BEIJING JINGHONGTIAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2006-05-12
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2007-05-30
Anticipated expiration: 2016-05-12

Abstract

本实用新型公开了一种改进型冷镜露点传感器，其特征在于：本实用新型将传感器的壳体设计成一整体封闭壳体，在壳体的底部与散热器之间、独立于壳体之外，加装有一级半导体制冷元件；将被检测气体的进气口设置在壳体底部、靠近加装的半导体制冷元件冷端处；将传感器壳体设计为瘦腰形，在壳体侧壁中部增设有一层保温层。本实用新型的优点是：传感器壳体密封效果好；降温速度快，制冷能力提高约10％；同等工作条件下，可以使检测露点温度范围下延约5℃左右；检测稳定性大幅提高。

Description

改进型冷镜露点传感器

技术领域

本实用新型涉及用于检测气体中微水含量的冷镜露点传感器，具体地说，本实用新型涉及一种改进型的冷镜露点传感器。

背景技术

冷镜露点传感器是用于精密检测气体中微水含量的器具，它是精密露点仪的重要组成部分。目前，常见的冷镜露点传感器主要由壳体1、安装在壳体内的光电信号拾取器、检测室、温度传感器、电热泵式制冷元件、散热器和控制电热泵式制冷元件的控制部分构成。如图1所示，安装在壳体1内的光电信号拾取器由发光管2、光通道3、光电接收管4组成；其功能是将发光管2发出的恒定光源以一定的角度经光通道3射入检测室内的冷镜表面，再由光电接收管4从对应点拾取冷镜反射的光信号。

安装在壳体1内的检测室位于光电信号拾取器的下面，它由进气口5、测试腔6、冷镜7和出气口8构成；其功能是使被检测气体以一定的速率掠过冷镜7表面，使气体中的水蒸汽与冷镜7表面的水(或冰)的平展表面接触。安装在检测室内的冷镜7是一件极其关键的部件，它是结露或霜的载体，是光信号折射点。

安装在壳体1内的温度传感器9被放置在冷镜7的下表面的下面，它是采用微型精密铂金电阻Pt100制成，用于反映冷镜7镜面的温度。

安装在壳体1内的电热泵式半导体制冷器10安装在冷镜7的下面，是使冷镜镜面升温或降温的原动力。

在电热泵式半导体制冷器10的下面安装有散热器11。

为了能够精确地通过电热泵式半导体制冷器10控制冷镜7镜面升温或降温，使掠过冷镜7表面的气体中的水蒸汽与冷镜7表面的水(或冰)的平展表面接触，达到热力学相平衡状态，如图2所示，常见的冷镜露点传感器还包括一由微处理器CPU和功率放大器构成的控制部分。其工作原理是：

当被检测气体进入露点传感器检测室后，以一定流速掠过冷镜镜面，此时冷镜镜面温度高于该气体的露点温度，干燥镜面将发光管发射的入射光几乎完全反射到光电接收管，较强的光流通过光电信号拾取器；由微处理器CPU、功率放大器构成的控制部分控制半导体制冷器，使冷镜镜面温度下降；当冷镜镜面温度降至被检测气体露点温度时，在冷镜表面形成饱和蒸汽压，结成露或霜；入射光在冷镜镜面上呈慢散射，光电接收管所接收的信号减弱到设定值时，这一过程通过光电转换、数字处理以及PID控制，把镜面结露状态稳定控制在最佳点上，此时，设置在冷镜下面的精密温度传感器则将该被检测气体的露点温度显示出来，完成气体湿度的检测过程。

上述常见的冷镜露点传感器的缺点是：

1、如图1所示，为了避免壳体与散热器接触面漏气，壳体1的侧壁通常作的较厚，以便涂抹更多的密封胶，这样就加大了导热面积，使散热器高达30～45℃温度的热量向壳体上方传导，形成热短路现象，导致壳体温度高出环境温度5~7℃，影响了冷镜镜面的实际温度。

2、由于被检测气体的进气口设在露点传感器壳体侧壁上方，那里恰恰是露点传感器壳体比较热的地方，使得进入露点传感器的被检测气体的温度升高，从而增加了半导体制冷器的工作负荷，降低了露点传感器的综合检测能力。

发明内容

鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种可减小半导体制冷器热短路现象、提升半导体制冷器制冷能力、降低被检测气体进气温度的改进型冷镜露点传感器。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种改进型冷镜露点传感器，它由壳体、安装在壳体内的光电信号拾取器、检测室、温度传感器、电热泵式制冷元件、散热器和控制电热泵式制冷元件的控制部分构成；

所述光电信号拾取器由发光管、光通道、光电接收管组成；

所述检测室位于光电信号拾取器的下面，它由进气口、测试腔、冷镜和出气口构成；

所述电热泵式半导体制冷器安装在冷镜的下面；散热器安装在电热泵式半导体制冷器的下面；其特征在于：

所述壳体为一整体封闭壳体，适当调小壳体内部制冷器功率，在壳体的底部与散热器之间、独立于壳体之外，加装有一级半导体制冷元件；

该壳体、加装的半导体制冷元件以及散热器通过螺钉固定在一起。

所述进气口设置在壳体底部、靠近加装的半导体制冷元件冷端处。

所述壳体为瘦腰形，在壳体侧壁中部增设有一层保温层，减少壳壁的热损耗。

本实用新型的优点是：壳体密封效果好；降温速度快，制冷能力提高约10％；同等工作条件下，可以使检测露点温度范围下延约5℃左右；检测稳定性大幅提高。

附图说明

图1为常见的冷镜露点传感器结构示意图

图2为常见的冷镜露点传感器工作原理图

图3为本实用新型改进型冷镜露点传感器结构示意图

具体实施方式

图3为本实用新型改进型冷镜露点传感器结构示意图。如图所示，本实用新型为了减小半导体制冷器热短路现象，将冷镜露点传感器的壳体设计成一个整体封闭的结构，在壳体的底部与散热器之间、独立于壳体之外，加装一级半导体制冷元件12，为整个壳体降温。本实用新型通过螺钉将传感器壳体、加装的半导体制冷元件以及散热器固定在一起。

这样就使壳体与散热器之间的接触面积几乎减少了90％以上，完全避免了半导体制冷器的热短路现象，有效地提高了半导体制冷器的制冷能力，提升了露点传感器的综合检测能力。经检测，露点传感器壳体温度可低于环境温度8～！1℃之多。

另外，本实用新型为了降低被检测气体的进气温度，将被检测气体的进气口5设置在传感器壳体底部加装的半导体制冷元件12冷端处，使被测样气在进入检测室之前，温度得以降低，减缓对冷镜镜面温度的冲击。这点改进对改善冷镜镜面温度控制和提高测量的稳定性十分重要。为进一步减少热损耗，本实用新型还将壳体整体减小，设计成瘦腰形，并且在壳体侧壁中部增设一层保温层13，减小环境温度对制冷器制冷能力的影响。以上两项改进措施可以使壳体温度下降10～15度，与常规结构设计相比，提升制冷利用率约15％。

本实用新型的优点是：

1、由于本实用新型的壳体设计为一整体结构，所以，其密封效果好。

2、降温速度快，制冷能力提高约10％；同等工作条件下，可以使检测露点温度范围下延约5℃左右。

3、检测稳定性大幅提高。整机综合稳定性达到0.1℃(一级精度为≤0.2℃)；综合重复性≤0.05.达到国外同类产品水平。

以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技术方案基础上的等效变换，均属于本发明保护范围之内。

Claims

1、一种改进型冷镜露点传感器，它由壳体、安装在壳体内的光电信号拾取器、检测室、温度传感器、电热泵式制冷元件、散热器和控制电热泵式制冷元件的控制部分构成；

所述光电信号拾取器由发光管、光通道、光电接收管组成；

所述壳体为一整体封闭壳体，在壳体的底部与散热器之间、独立于壳体之外，加装有一级半导体制冷元件；

2、根据权利要求1所述的改进型冷镜露点传感器，其特征在于：所述进气口设置在壳体底部、靠近加装的半导体制冷元件冷端处。

3、根据权利要求1或2所述的改进型冷镜露点传感器，其特征在于：所述壳体为瘦腰形，在壳体侧壁中部增设有一层保温层。