温控仪电路原理

[color=#DC143C]近期、版面有版友问及关于石墨炉使用光温控制器的问题，故此写下小记，以满足有兴趣的版友需求。[/color]一、概 述：众所周之，[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原子吸收[/color][/url]分光光度计在分析某些高温元素或低含量元素时，使用石墨炉原子化器比火焰原子化器的灵敏度要高的多，故应用较为普遍。 目前仍有一部分商品仪器对于石墨炉升温还是采用单纯电流控制方式。即通过专用的石墨炉电源按照不同的升温阶段提供相应的恒定电流并流经石墨管后产生焦耳热，从而使石墨管中的样品里的待测元素被原子化后进行吸收测定。 但是上述的供电方式给石墨炉原子化器带来一些不可避免的问题。其中最主要的是：在原子化阶段，石墨管从灰化阶段的低温状态突然上升到原子化的高温状态需要一个平衡的时间过程，这是由石墨管的物理特性所决定的，由此便产生出一个“升温速率”的概念。 当石墨管温度很低时，升温速率V与电流强度I的平方成正比（V/I² ）。升温速率的快慢不仅影响测试的灵敏度而且还影响石墨管的热性能。升温速率越快，石墨管到达热平衡状态就越早，则可保障待测元素绝大部分均被原子化，故灵敏度可得以提高。当升温速率减缓后，石墨管到达原子化的温度时间就被延长，从而致使一部分待测元素在还未被充分原子化之前就损失掉了（一般是被载气吹跑了，所以有的仪器在原子化阶段停止载气供给就是出于此原因），造成了测试灵敏度的下降。图－1就是石墨炉在采用恒流供电及光温控制技术的两种方式下，用同一浓度的铅样品各重复三次的测试结果比较；由此不难看出，使用光温控制技术的结果优于恒流控制。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809181542_109307_1602290_3.jpg[/img] [B] [size=4] 图－1[/size][/B]由于一般石墨管采用的是恒电流供电方式，所以升温速率势必受到限制。如果采用光温控制技术则可以使升温速率得到很大的提高。[color=#DC143C]结 论：光温控制技术的实质就是提高升温速率的手段。[/color]二、光温控制技术的简单原理：（1）石墨管随着温度的改变其发出的光辐射的强度也随着改变；（2）让石墨管在仪器允许的范围从最低温度开始做连续加热升温直至最高允许温度，其发出的光辐射强度势必是连续递增的，即加热电流与光辐射强度（或温度）形成了一定的逻辑关系曲线。（3）用光导器件（一般是光导纤维和光敏二极管组成）将上述石墨管连续递增变化的光辐射信号实施连续跟踪采集并转化为电信号后传送到电脑中存储，也就是使电脑产生了一个加热电流与温度的比例关系的连续控制信号，并加以记忆，以实施对石墨炉的升温控制；这就组成了：石墨炉电源——石墨炉——光温控制器——石墨炉电源 这样一个闭环控制系统；如图－2所示：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809181542_109308_1602290_3.jpg[/img] [B] [size=4][size=3]图－2[/size][/size][/B]（4）在原子化阶段升温的开始瞬间，石墨炉电源不是按照常规的参数设定的恒流电流供电（如果是那样石墨管的升温速率仍是缓慢，即温度曲线上升沿仍然不陡直），而是提供了一个大大超越了预设的升温电流（基本处于饱和状态，参阅图－3右图）； 根据前面所介绍的， “升温速率V与电流强度I的平方成正比 （V/I² ）”这样一个理论为依据，石墨管的升温速率很快就提高了；当石墨管到达了预设的温度后，此时的光辐射被光温控制器立即检测到，并迅速反馈给电脑以达到控制石墨炉电源恢复到预先设计的恒流电流来维持升温的目的；这样一举两得、即提高了升温速率又保障了石墨炉的设置温度。图－3是石墨炉原子化升温时恒流控制与光温控制的比较示意图：[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/09/200809181543_109309_1602290_3.jpg[/img] [size=4][B] 图－3[/B][/size]三、使用光温控制技术的优点：（1）提高了检测的灵敏度（前面已经谈到）；（2）提高了测试的重现性(因为原子化较为彻底)；（3）减少了背景和基体的干扰（背景物质同样被彻底烧出）；（4）延长了石墨管寿命（从图－3可以看出，由于使用了光温控制技术，使石墨炉升温速率得以提高，这样石墨炉有效原子化的时间比电流控制的有效时间要长；于是可以适当地减少原子化的时间，从而到达延长石墨管的寿命效果）；四、使用光温控制技术的注意事项：（1）每次更换新石墨管后均要重新做光温曲线的校正，即第二段中的第（3）项。（2）更换不同类型的石墨管后，尤其要重新做光温校正。（3）平时注意光导器件的清洁，尤其是接收光束的传导窗口免于遭到污染，否则会影响到升温的误差，甚至不能执行光温控制之功能。（4）光温控制器调整分为手动和自动两种。旧式[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]一般是手动设置，其供电电流的翻转点的调整就很重要了，这个翻转点称为“阈值”，它的位置准确以否直接影响光控的效果；例如日立的老式[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url] 180-80、Z-8000等型号，均属于此类。目前市面上出售的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]仪器基本已经趋于自动化了。五、后 记：此文是参照日立[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]来写的，故只是侧重了光控原理，而没有过多涉及电路原理，其原因是可能与其他厂家的光路、电路设计方面有出入；但目前上市的商品[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]（进口仪器居多）基本都设计了光温控制系统，其原理大同小异。值得一提的是：目前许多[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Wp][color=#3333ff]原吸[/color][/url]操作者对其原理不甚清楚，甚至舍弃此项功能而不用，甚为憾事。故、今做小记，以飨网友。

早期的国产色谱柱恒温箱，采取直热式结构，功能简单，价格便宜。但没有电路图，维修不太方便。下面剖析一台天津奥特赛恩斯（AUTOSCIENCE）仪器有限公司生产的AT-330型柱温箱，绘出电路图，提供元件参数，供维修时参考。[b]一、外观及主要技术参数[/b]该柱温箱机体全铝制造，可以立放和卧放。加热功率150W，电源220V+20%/50Hz，旁边是六通进样阀：[img=,600,800]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_02_1807987_3.jpg[/img]下部，控制仪表操作界面。温度范围：室温～100℃，或室温～150℃（订制）；使用两组四位LED显示组件，设定温度（下，绿色）及实测温度显示（上，红色）：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_03_1807987_3.jpg[/img]取下柱箱盖，加热腔盖上面的玻璃透窗可以方便地观察内部色谱柱的情况：[img=,600,800]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_04_1807987_3.jpg[/img]再取下加热腔盖，内部的色谱柱支架，最多可放置2只色谱柱：[img=,585,800]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_05_1807987_3.jpg[/img]柱温箱也可以卧放安装，平躺在工作台上：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_06_1807987_3.jpg[/img]柱温箱背面，有商标、电源开关、保险管座、橡胶脚垫：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_01_1807987_3.jpg[/img]看商标，这台柱温箱是2007年的产品：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_08_1807987_3.jpg[/img]底部，为了立放的稳定，底盘比较宽大：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_09_1807987_3.jpg[/img][b]二、拆机顺序[/b]拆下后部箭头所指两颗固定螺丝：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_10_1807987_3.jpg[/img]卸下纯铝加热芯板：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_11_1807987_3.jpg[/img]加热腔内，加热芯板下方的空间比较大，放置了几个元件：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_12_1807987_3.jpg[/img]有固态继电器（驱动电热丝）、接线柱、保险管座及电源开关：[img=,600,800]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201505_07_1807987_3.jpg[/img]这是固态继电器、接线柱：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_02_1807987_3.jpg[/img]这是保险管座、电源开关：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_03_1807987_3.jpg[/img]卸下加热芯板上的压板：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_04_1807987_3.jpg[/img]压板下面是云母层压薄板，耐热并起到绝缘作用：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_05_1807987_3.jpg[/img][img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_06_1807987_3.jpg[/img]云母层压薄板有三层，中间一层绕有电热丝：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201510_01_1807987_3.jpg[/img]在云母层压薄板下面，温度传感器铂热电阻紧贴加热铝基板：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_02_1807987_3.jpg[/img]卸下仪表四周的固定螺丝：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_03_1807987_3.jpg[/img]宽大的底盘及增重块，增加柱温箱立式摆放时的稳定性，内部安置温控仪：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_04_1807987_3.jpg[/img]取下温控仪固定螺丝：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_05_1807987_3.jpg[/img]取出温控仪：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_06_1807987_3.jpg[/img][img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_01_1807987_3.jpg[/img][b]三、电路分析[/b]绘出仪器电路原理图：[img=,690,427]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_08_1807987_3.jpg[/img][b]电路工作原理：[/b]接通电源后，如果室温低于设定的工作温度，温控仪向固态继电器发出接通控制信号（高电平），固态继电器接通电热丝供电，电热丝开始加热。热量通过加热腔铝板辐射到整个加热腔，当温度达到设定值，温控仪对温度传感器（铂热电阻）上的电平信号进行分析处理，切断控制信号，固态继电器停止对电热丝供电，不再继续加热。当加热腔内的温度低于设定的下限值，温控仪又接通固态继电器，对电热丝供电，进行加热，直到达到设定值，如此循环。温控仪有高温（上限）报警设置，当检测温度超过设定上限值，仪表面板上有报警灯示警同时停止加热。[b]四、元件参数[/b]电源保险管，普通规格，2A/250V：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_09_1807987_3.jpg[/img]实测电热丝带的电阻值255.1欧姆（室温29℃），在220V供电下，功率约190W：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_10_1807987_3.jpg[/img]温度传感器采用A级德国贺利氏薄膜PT100铂热电阻，稳定性好，精度高：[img=,690,615]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_11_1807987_3.jpg[/img]交流固态继电器采用北京希曼顿（XIMADEN）公司S203ZW型，可以带3A/24-240V的负荷，这是标准产品，也可以选择其他品牌S203ZW型：[img=,690,455]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_12_1807987_3.jpg[/img]温控仪采用标准化产品，小型XMTG-8512智能化温度调节仪。温控范围0-400℃，使用Pt100铂电阻温度传感器，使用环境温度不超过50℃，交流电源220伏：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201511_07_1807987_3.jpg[/img]本仪器使用的XMTG-8512温控仪，参数选项为，OUT：SSR,ALM1；INPUT：Pt100（图中红点选中），采购时应当注意这个问题：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201519_02_1807987_3.jpg[/img]温控仪后面的接线位置：[img=,690,517]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201519_03_1807987_3.jpg[/img][b]五、维修要点[/b]绘出电路元件接线图：[img=,690,514]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/08/201708201519_01_1807987_3.jpg[/img]1、机器不通电、仪表无显示故障用万用表检测电源开关好坏；检测电源保险管好坏；更换一只温控仪试试。2、机器不工作故障通电后，仪表有显示，但机器不工作。检测电热带好坏；检测固态继电器好坏；检测机器温控仪好坏。3、机器温控功能作用不正常 首先，检测传感器铂热电阻好坏。松开铂热电阻在接线柱的线头，按照Pt100的分度表（附件），测量其电阻值。当电阻值为∞，断路故障；当电阻值为0，短路故障；当电阻值与分度表不吻合，相差较大，会影响温度控制的准确性，甚至严重失调。应更换铂热电阻。 其次，检测固态继电器。当机器加热工作时，固态继电器上的红LED会亮，若不亮，更换固态继电器。 第三，检测温控仪好坏。执行加热功能时，温控器无控制信号输出给固态继电器（固态继电器本身是好的），更换温控仪。[b]六、结束语[/b] 通过拆解，AT-330型柱温箱的电器元件很少，都是普通标准化元件，最贵的温控仪在TB上才70元左右一只，即便宜又好买。当怀疑某个元件有故障，采取更换的办法最为有效，对具有初级电工知识的人不是一件难事，又好又快地维修，又能节约费用。附件：Pt100热电阻分度表

马弗炉（箱式炉）旧式指针式温控器改造为数显温控器 单位有许多使用多年的旧马弗炉，按常规应该进行更新换代了，可是由于数量较大，领导不愿意多花银子购买新的，所以一般都凑合着使用。其中有些马弗炉的炉体和炉膛都能正常使用，就是温控器（柜）太老了，绝大部分都是80年代的指针式温控仪表加接触器的控制系统，炉子控温精度和显示精度远不能满足实验室试验和生产工艺的要求。 为此本人对本单位大部分马弗炉进行了有效的技术改造，为了不增加过多的经济成本，针对不同级别的马弗炉进行了不同要求的技术改造。 本例介绍其中一种不太复杂，又经济实惠的技术改造实例，针对某马弗炉的具体情况，根据技术要求所进行的技术改造，一、马弗炉情况及相关技术参数1，马弗炉（箱式炉）外观图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109302129_320493_1841897_3.jpg正面图，可以看出箱体维护不错，整体看上去还不算太陈旧。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2011/09/201109302130_320494_1841897_3.jpg侧面图（炉门打开状态），炉门活动自如，炉膛耐火砖也良好，无明显裂纹和破损。

基于半导体制冷片的高精度温度控制系统成果简介半导体制冷片是利用特殊半导体材料构成的PN结产生Peltier效应制成，具有无噪声、体积小、结构简单、加热制冷切换方便、冷热转换具有可逆性等优点。化工安全组对基于半导体制冷片温控系统的影响因素进行了全面、系统分析和实验研究，设计完成了大功率、高可靠性的半导体制冷片驱动电路，并积累了半导体制冷片加热制冷切换双向温控算法的丰富经验，形成了半导体制冷片整套的研究方法和应用手段。目前，半导体制冷片的高精度温度控制系统已应用在产品中。系统组成http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302242_595303_3112929_3.png图1 基于半导体制冷片的温度控制单元结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302242_595304_3112929_3.jpg图2 高精度温度控制系统硬件组成技术指标（1）温度范围：0~120℃；（2）控温精度：±0.05℃；（3）半导体制冷片驱动电路能够最大支持20V 15A输出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302243_595305_3112929_3.jpg 图3 0℃和120℃温度控制曲线图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302243_595306_3112929_3.jpg 图4 37.8℃温度控制过程曲线图 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302243_595307_3112929_3.jpg 图5 37.8℃稳态控制精度曲线图技术特点（1）高精度温度采集电路：创新性采用比率法和激励换向技术，系统温度分辨力达到0.001℃，检测精度达到±0.01℃。（2）大功率高可靠性的半导体制冷驱动：采用H桥电路形式实现半导体制冷片加热制冷方式的切换，解决了该类驱动电路无死区防护、功率小等问题；设计引入滤波和保护电路，大大增强了半导体制冷片的寿命及驱动电路的可靠性。（3）双向多模式温控：温控策略充分考虑半导体制冷片加热制冷输出功率差异、功率随温度变化以及系统加热制冷方式切换的随机性等因素，综合采用了单点与扫描结合、高低温分段处理、随环境温度变化动态调节等多重温控调节方式。获得研发资助情况浙江省公益项目前期应用示范情况已用于微量蒸气压测定仪产品中的温度控制，温度范围为0~120℃，控温精度为±0.05℃，驱动电路输出12V/10A。相关产品已通过批量试产，温控系统运行稳定可靠，可复制性强，实现成本低，适合于批量生产。转化应用前景半导体制冷片因加热制冷切换方便、结构简单、系统噪音小、控温精确度高以及成本低等优点，有望在科学仪器温度控制、温度发生和电气设备散热等领域获得广泛应用。特别是随着仪器仪表尤其是生命科学仪器、化学分析仪器等逐渐向高精度、小型化方向快速发展，高精度的小型温度控制系统需求越来越旺盛，因此半导体制冷片具有良好的应用前景。合作方式（1）技术转让；（2）委托开发；（3）双方联合开发。应用领域分析仪器、医疗仪器、生命科学测试仪器、家用电器等领域中高精度的恒温、匀速升降温等多模式的温度控制，以及电气装置散热等。联系人：杨遂军；联系电话：0571- 86872415、0571-87676266；Email: yangsuijun1@sina.com。微信公众号：中国计量大学工贸所工贸所网站：itmt.cjlu.edu.cn中国计量大学工业与商贸计量技术研究所中国计量大学是以“计量、测试、标准”为特色的院校，主要培养测试技术、仪器开发方向的专属人才。中国计量大学工业与商贸计量技术研究所是学校为进一步推动高水平研究团队的建设而在2014年设立的两个学科特区之一，主要针对工业生产与贸易往来中关乎国计民生的计量测试问题，以新方法、技术、设备及评价为研究对象，主要研究方向为化工产品及工艺安全测试技术与仪器、零部件无损检测技术与设备、光栅信号处理与齿轮精密测量，涉及的单元技术有高精度温度检测技术、快速热电传感技术、高稳态温度场发生技术、低热惰性高压容器制备工艺、激光和电磁加热、非稳态传热反演、基于幅值分割原理的光栅信号数字细分、光栅信号短周期误差补偿、机器视觉高精度尺寸测量。研究所同时是化工产品安全测试技术及仪器浙江省工程实验室，先后承担国家重大科学仪器设备开发专项、国家公益性行业科研专项、国家自然基金、973等国家级项目，科研经费超千万。现有专职科研人员9人、工程技术人员2人、在读研究生30余人、行政与科研管理人员3人。“应用驱动、产研融合”是研究所的标签，以应用驱动为前提，通过方法技术化、技术产品化、产品市场化，将科研成果落脚于实际应用，为经济与社会发展提供推动力，同时为研究所提供持续发展所需资金、影响力、信息等各类资源的支撑，目前研究所已拥有2家产业化公司。

基于半导体制冷片的高精度温度控制系统成果简介半导体制冷片是利用特殊半导体材料构成的PN结产生Peltier效应制成，具有无噪声、体积小、结构简单、加热制冷切换方便、冷热转换具有可逆性等优点。化工安全组对基于半导体制冷片温控系统的影响因素进行了全面、系统分析和实验研究，设计完成了大功率、高可靠性的半导体制冷片驱动电路，并积累了半导体制冷片加热制冷切换双向温控算法的丰富经验，形成了半导体制冷片整套的研究方法和应用手段。目前，半导体制冷片的高精度温度控制系统已应用在产品中。系统组成http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302259_595308_3112929_3.png 图1 基于半导体制冷片的温度控制单元结构http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302259_595309_3112929_3.jpg图2 高精度温度控制系统硬件组成技术指标（1）温度范围：0~120℃；（2）控温精度：±0.05℃；（3）半导体制冷片驱动电路能够最大支持20V 15A输出。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302314_595310_3112929_3.jpg 图3 0℃和120℃温度控制曲线图http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302314_595311_3112929_3.jpg 图4 37.8℃温度控制过程曲线图 http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/05/201605302315_595312_3112929_3.jpg 图5 37.8℃稳态控制精度曲线图技术特点（1）高精度温度采集电路：创新性采用比率法和激励换向技术，系统温度分辨力达到0.001℃，检测精度达到±0.01℃。（2）大功率高可靠性的半导体制冷驱动：采用H桥电路形式实现半导体制冷片加热制冷方式的切换，解决了该类驱动电路无死区防护、功率小等问题；设计引入滤波和保护电路，大大增强了半导体制冷片的寿命及驱动电路的可靠性。（3）双向多模式温控：温控策略充分考虑半导体制冷片加热制冷输出功率差异、功率随温度变化以及系统加热制冷方式切换的随机性等因素，综合采用了单点与扫描结合、高低温分段处理、随环境温度变化动态调节等多重温控调节方式。获得研发资助情况浙江省公益项目前期应用示范情况已用于微量蒸气压测定仪产品中的温度控制，温度范围为0~120℃，控温精度为±0.05℃，驱动电路输出12V/10A。相关产品已通过批量试产，温控系统运行稳定可靠，可复制性强，实现成本低，适合于批量生产。转化应用前景半导体制冷片因加热制冷切换方便、结构简单、系统噪音小、控温精确度高以及成本低等优点，有望在科学仪器温度控制、温度发生和电气设备散热等领域获得广泛应用。特别是随着仪器仪表尤其是生命科学仪器、化学分析仪器等逐渐向高精度、小型化方向快速发展，高精度的小型温度控制系统需求越来越旺盛，因此半导体制冷片具有良好的应用前景。合作方式（1）技术转让；（2）委托开发；（3）双方联合开发。应用领域分析仪器、医疗仪器、生命科学测试仪器、家用电器等领域中高精度的恒温、匀速升降温等多模式的温度控制，以及电气装置散热等。联系人：杨遂军；联系电话：0571- 86872415、0571-87676266；Email: yangsuijun1@sina.com。微信公众号：中国计量大学工贸所工贸所网站：itmt.cjlu.edu.cn中国计量大学工业与商贸计量技术研究所中国计量大学是以“计量、测试、标准”为特色的院校，主要培养测试技术、仪器开发方向的专属人才。中国计量大学工业与商贸计量技术研究所是学校为进一步推动高水平研究团队的建设而在2014年设立的两个学科特区之一，主要针对工业生产与贸易往来中关乎国计民生的计量测试问题，以新方法、技术、设备及评价为研究对象，主要研究方向为化工产品及工艺安全测试技术与仪器、零部件无损检测技术与设备、光栅信号处理与齿轮精密测量，涉及的单元技术有高精度温度检测技术、快速热电传感技术、高稳态温度场发生技术、低热惰性高压容器制备工艺、激光和电磁加热、非稳态传热反演、基于幅值分割原理的光栅信号数字细分、光栅信号短周期误差补偿、机器视觉高精度尺寸测量。研究所同时是化工产品安全测试技术及仪器浙江省工程实验室，先后承担国家重大科学仪器设备开发专项、国家公益性行业科研专项、国家自然基金、973等国家级项目，科研经费超千万。现有专职科研人员9人、工程技术人员2人、在读研究生30余人、行政与科研管理人员3人。“应用驱动、产研融合”是研究所的标签，以应用驱动为前提，通过方法技术化、技术产品化、产品市场化，将科研成果落脚于实际应用，为经济与社会发展提供推动力，同时为研究所提供持续发展所需资金、影响力、信息等各类资源的支撑，目前研究所已拥有2家产业化公司。

更换电冰箱机械温控器，不是人们想象的那么高深困难。实验室一台新飞223L直冷式电冰箱发生冷藏室结霜不停机故障，采取应急措施后（见本人的：【仪器说】应急不花钱排除冰箱冷藏室结霜故障一例，https://bbs.instrument.com.cn/topic/7318834），正常工作。这不是长久之计。网购的温控器到货后，自己动手更换。下面是更换过程。电冰箱外观：[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132321129173_9335_1807987_3.jpg!w690x920.jpg[/img]上次应急处理后，冰箱温度拨盘只能设置在1附近位置，才能正常工作：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132321155676_123_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]首先拆下箭头所指位置两颗固定螺丝：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132321203150_3659_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]打开温控器（照明）盒，内部各部分名称：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132321234683_2439_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]这个温控器是三插脚的，分别接红线、黑线、棕线（双线）：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132321258166_8512_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]电路原理图如下，很简单：[img=,690,420]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909141325324397_8302_1807987_3.jpg!w690x420.jpg[/img]到这一步，断开电源后，再进行以下操作！将温感线从插孔中小心拔出：[img=,690,920]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324180728_518_1807987_3.jpg!w690x920.jpg[/img]温感线拔出后的情况，从其插入的长度看，温感探头位于冷藏室后壁的中间位置：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324195880_5870_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]仔细观察，温感探头上有一裂纹，估计有轻微穿孔，这也解释了温控范围减小，在4档左右不能停机，只能在1档运行的原因。这个应该是制造缺陷造成的问题：[img=,690,514]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324232153_5078_1807987_3.jpg!w690x514.jpg[/img]松开两颗固定螺丝，从支架上卸下旧温控器：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324257246_2200_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324282858_8177_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]从这个角度看，温控器上有4个插片：左边黄绿线是接地，右边是电触点的红、棕、黑接线，将它们一一拔下，记住位置：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132324307801_1661_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]下图是新的原装温控器WDF208U-101-332E（BCD-176CH），5(4)A/250V，网上价格要40元左右一只。其实，只要符合图中的两端安装孔距（约55mm）及转轴15mm高、三插脚的通用温控器，都可以使用，价格才10多元一只。[img=,690,482]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132327356156_7763_1807987_3.jpg!w690x482.jpg[/img]把从旧温控器取下的伞齿安装到新温控器转轴上：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132327392229_2122_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]固定好新温控器，左右拨动扇形拨盘，应轻松自如，否则，需要适当调整拨盘与伞齿的配合：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909141320556797_6510_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img]将温控器（照明）盒恢复，在各个档位试运行，均正常：[img=,690,517]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2019/09/201909132327442794_3825_1807987_3.jpg!w690x517.jpg[/img][b]结束语：[/b]采用机械温控器的直冷式电冰箱，其电路结构都十分简单，便于维修。温控器故障失效的现象，不外乎两种，不制冷或不停地制冷。冷藏室后壁大面积结霜、不停机故障，一般来讲都是温控器故障，对应型号采购元件，予以更换就能解决。更换温控器，涉及市电，应具有相关电知识，注意安全。

公司中心实验室人员到外地分公司取样，途中采用车载半导体冷热箱保藏样品。该冷热箱是前几年买的，没有数字温控功能，在最热的夏季和最冷的冬季，使用效果不满意。采购一只小型数字温控器，简单改一下冷热箱的电路接线，实现了数显温控，效果不错。下面是加装过程。[b]一、车载半导体冷热箱情况[/b]内部容积11升，可用单手拎着走。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513142174_4788_1807987_3.jpg[/img]打开前门，内部有三格，看见后壁上有两组螺丝，用于固定两组半导体制冷片，俗称“双核”，比常见的“单核”冷热箱冷却效果要好很多，可以比环境温度低20℃左右。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513145211_845_1807987_3.jpg[/img]冷热箱后背，有两个风扇孔，这是安装有“双核”（制冷片）的识别标志（注意有个别的厂家双散热孔是假象，实际只是“单核”，要结合安装制冷片的个数察看及向商家询问清楚）：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513145070_4225_1807987_3.jpg[/img]冷热箱的功率约75W，可以交直流供电，制冷制热手动切换：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513149015_3904_1807987_3.jpg[/img][b]二、车载半导体冷热箱拆解及电路图[/b]用改刀卸下背盖四周的六颗固定螺丝：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513152682_8708_1807987_3.jpg[/img]打开后背，内部的元件及功能见下图标示：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513152384_1881_1807987_3.jpg[/img]绘出该冷热箱电路图如下：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513156041_6974_1807987_3.jpg[/img][b]三、加装数字温控器方案[/b]1、元件采用小型12V直流数显温控器，型号XH-W3002，[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513155333_8203_1807987_3.jpg[/img]这款温控器，温控范围-50～110℃，最大电流10A，可以带动120W负荷，满足该冷热箱额定功率75W的要求：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513156632_4508_1807987_3.jpg[/img]2、加装温控器后的电路图（机器处于制冷状态）将机器内部的12V直流电源输出端（CN3）直接接到温控器电源输入端，再将温控器输出端接到控制板CN1处（注意黄线是+极），温度传感器探头置于前门箱内。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513160035_111_1807987_3.png[/img]3、改接线路在后背上打2个温控器安装固定孔、2个输入输出电线孔：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513161227_7420_1807987_3.jpg[/img]将温控器装上：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513160665_1390_1807987_3.jpg[/img]内部电路板改接线路步骤：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513162091_1175_1807987_3.jpg[/img]考虑到不损伤内部结构和便于维修，温度传感器接线从外部走线：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513163692_5204_1807987_3.jpg[/img]温度传感器探头从前门小缺口处引入内部：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513166862_6086_1807987_3.jpg[/img]投入使用，效果良好：[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513166446_2797_1807987_3.jpg[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/09/202209011513169547_3206_1807987_3.jpg[/img][b]结束语：[/b]车载半导体冷暖箱用于外出取样工作比较实用。要注意的是，单片半导体制冷片的功率很低，当气候最热或最冷时，其恒温效果差强人意。新选购时，应购买“双核”乃至“三核”有数显温控的产品。对于单核产品，就没有必要购买及加装数显温控器了。

反应釜温控系统在运行中压缩机作为其核心部分，性能是比较重要的，所以，对于压缩机的保护措施是很必要的，那么，反应釜温控系统压缩机怎么进行保护呢？　　正常工作情况下，反应釜温控系统压缩机应该吸入制冷工质的干蒸汽，若是制冷工质流量大、热负荷变化太快、操作不当都可能 吸入湿蒸汽，或者液体工质，更甚者还有润滑油进入气缸，如果进入的液体太多，来不及从排气阀排出，气缸内的压力将急剧升 高形成液击，是气缸，气阀，活塞，连杆等零件损坏。因此反应釜温控系统可采取各类保护措施，比如安装气液分离器，使夹带在低压蒸汽中的 液体分离出来，保证压缩机的干行程；安装油加热器，在压缩机起动前对润滑油加入，降低溶在润滑油中的制冷剂量；或将气阀 组件用一弹簧紧压在气缸端部，形成假盖。　　为确保反应釜温控系统电动机不过热，除了正确使用，注意维修外，还可安装反应釜温控系统过热继电器；还有缺相保护，常用的三相电动机缺相的话会导致反应釜温控系统电动机无法起动或过载，可采用反应釜温控系统过载继电器避免电动机因缺相损坏。　　反应釜温控系统排气温度保护方法主要是将温控器安放在靠近反应釜温控系统排气口处，感应到排气温 度过高时，温控器动作切断电路。反应釜温控系统机组的壳体温度过高会影响压缩机的寿命，主要因冷凝器的换热能力不足引起，故要检查冷凝 器的风量或水量、水温是否合适。并检查反应釜温控系统制冷系统内是否混入空气或其它不凝性气体，亦或吸气温度过高等原因，应注意观察并检测。　　反应釜温控系统操作人员平时也应该多多主要反应釜温控系统压缩机的维护保养，以免对压缩机造成损坏。[align=center][img=,400,400]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/08/201808131650584031_6226_3445897_3.jpg!w400x400.jpg[/img][/align]

前言原创大赛几年来，组装和改造一直我帖子的重点，前年是几十万的液相色谱改造，去年是几万元的实验室改造，今年只能写几百元的东西了。虽然价值不同，但我认为科技含量都是不高的，工作量也是不大的，关键是你有自己的想法，并且愿意去做，也要有人允许你这么做。正文组装是源于要在一个蒸馏装置上的蒸馏头上加一个起保温作用的加热装置，这个我多少年前用个调压器连电阻丝，根据需要温度大概地调节电压。不过呢，我这啥都没有，一个变压器也不便宜，算起来还是用温控仪方便点。温控加热装置就是把加热的温度控制在一定范围内，组成就3个部分，加热装置、测温装置：测量温度并传输到控制系统，一般都是各种热电偶、温控仪：根据设置的目标温度和测量的温度之间的差别来决定加热装置的开与关。这个就是我购买的几个配件：温控仪及热电偶，配套一起的；加热带；另外还买了一卷玻纤带（拿来保温的，后来是拿来包加热带和电线的接头和固定电热带用）http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211442_392223_1640192_3.jpg店主的说明，这个对电和仪表都一窍不通的我就看着这个图把它装起来的，如果你们看着这个还不会自己接那就有问题了。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211442_392224_1640192_3.jpg如果说第一套还有点主动的意思，第二套就有点无奈了。买的是我们实验室常用的电热碗，有个调温的旋钮，根据需要旋到特定的位置进行调温，这个从网上买的，使用下来要高低温之间差别太大，加热到温度很高才停止，然后降到很低才再次启动。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211445_392233_1640192_3.jpg外面也有可控温的加热碗，热电偶都是粗粗直直用来控制瓶里温度，但我要的是控制的加热套表面温度，没法放进去，只好去找那种可以任意弯曲的细长的热电偶，然后跟店主要配套的温控仪。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211447_392235_1640192_3.jpg店主怕我看不懂连接图，还搞了实体照片通过旺旺发给我http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211448_392236_1640192_3.jpg货到了以后把电热碗拆了跟温控仪接上，第二套就搞定了。几张工作图：上方的温控仪背面的线接好了，电热碗也拆掉了，没有专业的压线工具，就用老虎钳把铜芯线套在螺丝上，为什么要戴手套呢？因为电热碗里保温的玻璃纤维很扎手http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211900_392298_1640192_3.jpg把裸露的接头用玻纤带仔细地包好http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211907_392299_1640192_3.jpg这是两套控温装置的使用图，一个控制在90度，一个控制在180度http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/09/201209211451_392239_1640192_3.jpg成本：温控加热带：79元60（温控仪热电偶）+6（1m加热带）+3（玻纤带，共用，还有多余）+10（运费）温控电热碗：203元100（调温电热碗）+60（温控仪）+23（热电偶）+20（运费，两次）其它成本：电线和插头（讨的）；人工费（好像没打算在工资外给我费用）；价格都是网络公开价格，同一类型甚至同一品牌都会有很多价格，只能挑看起来大一点的店铺，不管价格如何，服务态度都相当的好，很有耐心地跟我解释该如何使用，所以我也一律给了好评。我列出的是我买的时候的参考价，别说哪个买贵了，人家开个店也不容易