温度控制仪原理

半导体晶片温度控制是目前针对半导体行业所推出的控温设备，无锡冠亚半导体晶片温度控制采用全密闭循环系统进行制冷加热，制冷加热的温度不同，型号也是不同，同时，在选择的时候，也需要注意制冷原理。　　半导体晶片温度控制制冷系统运行中是使用某种工质的状态转变，从较低温度的热源汲取必需的热量Q0，通过一个消费功W的积蓄过程，向较热带度的热源发出热量Qk。在这一过程中，由能量守恒取 Qk=Q0 + W。为了实现半导体晶片温度控制能量迁移，之初强制有使制冷剂能达到比低温环境介质更低的温度的过程，并连续不断地从被冷却物体汲取热量，在制冷技巧的界线内，实现这一过程有下述几种根基步骤:相变制冷:使用液体在低温下的蒸发过程或固体在低温下的消溶或升华过程向被冷却物体汲取热量。平常空调器都是这种制冷步骤。气体膨胀制冷:高压气体经绝热膨胀后可达到较低的温度，令低压气体复热可以制冷。气体涡流制冷:高压气体通过涡流管膨胀后可以分别为热、冷两股气流，使用凉气流的复热过程可以制冷。热电制冷:令直流电通过半导体热电堆，可以在一端发生冷效应，在另一端发生热效应。　　半导体晶片温度控制在运行过程中，高温时没有导热介质蒸发出来，而且不需要加压的情况下就可以实现-80～190度、-70～220度、-88～170度、-55～250度、-30～300度连续控温。半导体晶片温度控制的原理和功能对使用人员来说有诸多优势： 因为只有膨胀腔体内的导热介质才和空气中的氧气接触（而且膨胀箱的温度在常温到60度之间），可以达到降低导热介质被氧化和吸收空气中水分的风险。　　半导体晶片温度控制中制冷原理上如上所示，用户在操作半导体晶片温度控制的时候，需要注意其制冷的原理，在了解之后更好的运行半导体晶片温度控制。

找氩气净化机电部分的电路图及温度控制原理图温度表：TDW温度控制仪 奥特温度仪表厂TDW温度控制仪14个接线柱1 2 3 4 5 6 7高总低 地 中相

[font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]器在正常进行工作时候，往往需要进行温度控制，如进样口温度控制可以使液体样品迅速气化，被载气带入色谱柱；柱温箱温度控制会影响混合样品的分离；检测器温度控制会影响检测器的灵敏度等。常用的温度控制主要是指加热升温（亦有降温和冷却控制）。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]本文介绍[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]器进行温度控制的一般原理。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]1 [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]控温原理[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]器控温原理简图如下[size=12px]（供参考，不同厂家略有不同）[/size]：[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/d1/88/8d188c50a6ee9d7da973d4496a26fbd1.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]控温过程中，进样口、检测器等部位的铂电阻（PT100）作为温度传感器，其电阻值会随外界温度的升高而增加；测温电路中含有恒流源电路，通过多路模拟开关在不同时刻为不同通道的铂电阻提供恒定电流，从而将温度信号转换为电压信号[i]U[/i][size=12px]1[/size]；测温电路中获得电压信号[i]U[/i][size=12px]1[/size]较低，再通过温度调理电路对其进行放大和滤波，得到输出信号[i]U[/i][size=12px]2[/size]；放大后的电压信号通过A/D转换电路，将模拟量转换成数字量[i]U[/i][size=12px]3[/size]，传递给控制器做数字量运算处理；控制器接受温度数字信号[i]U[/i][size=12px]3[/size]，比较设定温度值和实际温度的差异，经过PID算法输出PWM信号，通过双向固态继电器/可控硅等对220V交流信号进行斩波控制，调整加热部件功率，最终达到控温效果。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]控制器输出的信号一般通过光电耦合器（光耦）作用于可控硅，将输入端与输出端进行电气隔离，输出信号对输入端无影响，增强抗干扰能力。[/font][font=微软雅黑, sans-serif][/font][font=微软雅黑, sans-serif][/font][font=微软雅黑, sans-serif]2 [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱仪[/color][/url]实现温度控制的部件[/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.1 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]温度控制电路板[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]仪器温度参数在色谱工作站或者仪器面板上设置后，下发到温度控制板上，仪器开始执行该参数，进行升温或者降温。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]温度控制电路板上具有进行控温的电路模块和控制器等，一般而言，在进行加热升温过程中，可控硅指示灯会持续闪烁，表示仪器在进行升温控制。各厂家设计大同小异，下图为某厂家控温电路板：[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/30/38/230387aac5b41bf1345e5baa91c637b3.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif][/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.2 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]升温和降温执行部件[/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.1 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]非柱温箱升温和降温[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]非柱温箱升温和降温指的是进样口、检测器和转化炉等部件。[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/ae/ae/caeaea3b8b069134c4a55a42ed8007e4.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]在进样口、检测器等部位一般使用加热棒+铂电阻，升温时利用220V交流电[size=12px]（亦有采用24V直流）[/size]在加热棒[size=12px]（高阻值）[/size]上产生热量，通过铂电阻（PT100）对温度进行测量和反馈，使进样口、检测器等部位达到设定温度。[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/d6/0d/7d60dec18c0f0bc732114323722ee982.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]降温时，加热棒停止加热，进样口、检测器等部位自然冷却或者通过小风扇吹风冷却。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.2 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]柱温箱升温和降温[/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.2.1 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]柱温箱升温和温度混合[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]柱温箱一般使用加热丝+铂电阻，升温时利用220V交流电在加热丝上产生热量，通过铂电阻（PT100）对温度进行测量和反馈，使进样口、检测器等部位达到设定温度。[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/23/87/b23875c3d851b88b446fb55ef59464b7.png[/img][/align][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/96/12/79612fda0a57e20e1b38d292f437b402.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]另外，柱温箱内部挡风板之后安装有风扇，通过风扇的转动和混匀作用，可以将加热丝产生的热量均匀分布在柱温箱内，保持柱温箱内具有合适的温度梯度。其工作的简单示意图如下，下左图为柱温箱风扇和加热丝的相对位置，下右图为升温和恒温时，柱温箱内部的气体流动方向[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/51/f1/851f15f7b55fa2fa82853692a64ab471.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif][/font][font=微软雅黑, sans-serif]2.2.2 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]柱温箱的降温[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]早期的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]柱温箱在需要降温时，通过人工手动开启柱温箱门来实现，待温度降到指定温度后，关闭柱温箱门即可。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]目前的[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]柱温箱在程序升温结束恢复到初始较低温度，或者需要降温时，通过仪器自动实现。其主要实现机构主要为柱温箱内部的风扇和仪器后部的降温通道[size=12px]（俗称“后开门”结构）[/size]。[/font][align=center][img]https://img.antpedia.com/instrument-library/attachments/wxpic/53/e7/b53e751decc03921882e8e8a7077793f.png[/img][/align][font=微软雅黑, sans-serif]仪器开始降温时，柱温箱后部的降温通道[size=12px]（俗称“后开门”结构）[/size]在电机带动下开启，热风从上部出口吹出，冷风从下部进口进入，通过冷热交换，仪器柱温箱迅速降温；待温度达到接近指定温度，“后开门”结构短暂的反复进行开合关闭，对温度进行细调；温度达到指定温度后，“后开门”结构完全关闭。[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif]3 [/font][font=微软雅黑, sans-serif]小结[/font][font=微软雅黑, sans-serif] [/font][font=微软雅黑, sans-serif][url=https://insevent.instrument.com.cn/t/Mp][color=#3333ff]气相色谱[/color][/url]的温度控制在仪器分析中极为重要，除了文中常见的升温和降温之外，还涉及到快速升温、冷却剂降温、程序升温和程序降温等多个方面以及结构和设计上的改进与完善。因此了解相关原理，不仅有助于仪器的使用，也有利于仪器的维护和改进。[/font]