恒温恒温机工作原理

恒温恒温机工作原理（通用7篇）

篇1：恒温恒温机工作原理

恒温恒温机工作原理

恒温恒湿机由制冷系统，加热系统，控制系统，湿度系统，送风循环系统，和传感器系统等组成，上述系统分属电气和机械制冷两大方面。下面叙述几个主要系统的工作原理和工作过程。

1.制冷系统：制冷系统是恒温恒湿机的关键部分之一。一般来说，制冷方式都是机械制冷以及辅助液氮制冷，机械制冷采用蒸汽压缩式制冷，它们主要由压缩机，冷凝器，节流机构和蒸发器组成。如果我们试验的温度低温要达到-55℃，单级制冷难以满足要求，因此恒温恒湿机的制冷方式一般采用复叠式制冷。恒温恒湿机的制冷系统由两部分组成，分别称为高温部分和低温部分，每一部分是一个相对独立的制冷系统。高温部分中制冷剂的蒸发吸收来自低温部分的制冷剂的热量而汽化;低温部分制冷剂的蒸发则从被冷却的对象(试验机内的空气)吸热以获取冷量。高温部分和低温部分之间是用一个蒸发冷凝器联系起来，它既是高温部分的冷凝器，也是低温部分的冷凝器。

2.加热系统：加热系统相对制冷系统而言，是比较简单。它主要有大功率电阻丝组成，由于试验要求的升温速率较大，因此加热系统功率都比较大，而且在试验机的底板也设有加热器。

3.控制系统：控制系统是综合试验箱的`核心，它决定了试验机的升温速率，精度等重要指标。现在试验机的控制器大都采用PID控制，也有少部分采用PID与模糊控制相组合的控制方式。由于控制系统基本上属于软件的范畴，而且此部分在使用过程中，一般不会出现问题。

4.湿度系统：温度系统分为加湿和除湿两个子系统。

加湿方式一般采用蒸汽加湿法，即将低压蒸汽直接注入试验空间加湿。这种加湿方法加湿能力，速度快，加湿控制灵敏，尤其在降温时容易实现强制加湿。

除湿方式有两种：机械制冷除湿和干燥除湿。机械制冷除湿的除湿原理是将空气冷却到露点温度以下，使大于饱和含湿量的水汽凝结析出，这样就降低了湿度。干燥器除湿是利用气泵将试验箱内的空气抽出，并将干燥的空气注入，同时将湿空气送入可循环利用的干燥进行干燥，干燥完后又送入试验箱内，如此反复循环进行除湿。现在大部分综合试验箱采用前一种除湿方式法，后一种的除湿方法，可以使露点温度达到0℃一下。适用于有特殊要求的场合，但费用较贵。

5.传感器系统：传感器主要是温度和湿度传感器。温度传感器应用较多的是铂电组和热电偶。湿度的测量方法有两种：干湿球温度计法和固态电子式传感器直接测量法。由于干湿球法测量精度不高，现在的恒温恒湿机正逐步的以固态传感器代替干湿球来进行湿度的测量。

6.送风循环系统：空气循环系统一般有离心式风扇和驱动其运转的电机构成。它提供了试验机内空气的循环。

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篇2：恒温恒温机工作原理

恒温龙头安装

1、自来水中有细小固体硬块的用户不适合使用；

2、尽量缩短热水器与龙头之间的距离，以使热水能尽快到达龙头；

3、自来水中如含有粉状沉淀物或软质异物可能降低恒温阀芯的敏感度，也可能缩短的使用寿命；

4、正常的使用水压为0.05Mpa～0.6Mpa；

5、一定要在安装之前清理干净安装现场，以免细小的沙石硬块损伤龙头的胶圈、螺纹、恒温阀芯以及其他零件；

6、冷热供水管绝对不能装错，热水管必须在左边，冷水管必须在右边；

7、请按照说明书的指示安装，特别注意不要漏放、遗失或损伤任何的垫片或胶圈；

8、本身没有加热功能，请将热水器的水温调到60℃~85℃；

9、花洒和花洒管不能承受60℃以上的高温；

10、如热水和冷水的水压相差太大，请用螺丝刀调节支架的阀门，使用煤气热水器的家庭更需要留意这一点。

11、每次使用后，请务必将左边的水温调节旋钮调到40℃以下；

恒温龙头工作原理

温龙头的介绍

第一代的冷热水混合龙头是双旋钮龙头，第二代是单柄龙头。当热水或冷水的水压突然发生变化时，或者热水的温度突然发生变化的时候，前两代龙头的使用者必须立即调节龙头的旋钮或手柄才能重新稳定水温。而第三代冷热水龙头―恒温龙头，通过龙头体内的恒温调节阀芯即可在极短的时间内自动平衡冷水和热水的水压，且不受水温、流量、水压变化的影响，解决洗浴中水温忽冷忽热的现象，当设定好温度（默认设置为38），突然冷水中断时，混水阀可以在几秒钟之内自动关闭热水，起码安全保护作用。以保持出水温度的稳定，完全不需要进行人工调节。恒温龙头带有防过热锁定按钮，极大地提高儿童使用热水龙头的安全性。

工作原理

篇3：恒温恒温机工作原理

近年来, 温度控制已成为工业生产、科研活动中很重要的一个环节。小型高精度电子设备例如:半导体激光器, 高精度恒流源, 电子波纹管等精密电子元件, 都需要在稳定的工作温度环境下才可以保证其精度要求。随着产品的电子小型化, 同时要求对系统内电子部件、模块恒温设备本身具备小型化, 低功耗特点。电子设备的温度控制涉及传热学、流体力学、材料等多个学科背景, 重点解决恒温控制设备的加热、制冷、温度控制、保温、散热等关键技术问题。

1 工作原理

1.1 制冷/加热工作原理

半导体式制冷/加热器是利用半导体帕尔帖效应。电荷载体在导体中运动时形成电流, 由于电荷载体在不同的材料中处于不同的能级, 当它从高能级向低能级运动时, 就会释放出多余的热量。其相反的一面就需要从外界吸收热量 (即表现为制冷) 。其优点是体积较小, 可控性较好, 可以通过改变供给电流方向的方法实现制冷和加热的切换, 所以说它既可做加热器又可做制冷器。

其热量方程为:

式中:Q0为制冷功率, 单位为W;∠PN为P和N型半导体材料的相对贝克系数, 单位为V/K;I为工作电流, 单位A;TC为冷端开氏温度, 单位K;Q1为单位时间通过P N两臂传导至冷端热量, 单位W。

1.2 温度控制原理

当控制对象的精确数学模型难以建立时, 比较成熟且广泛使用的控制方法是采用按差值信号的比例、积分和微分进行计算控制量的方法, 即PID法, 其控制规律的数学模型为:

式中:KP为比例系数;e为差值信号;T1为积分常数;Td为微分常数;V0、V0-1为当时及前一时刻的控制量。

实现PID控制原理的具体方法因系统的不同而不同。在我们的系统中, 采用了增量式计算方法。在数值控制系统中, 其控制规律的数学模型演化为:

式中:T为采集周期;ei、ei-1、ei-2为此时刻、前一时刻、再前一时刻的差值信号。

1.3 PWM控制方式

P W M控制方式主要是以一种脉冲形式对器件进行供电, 并通过调节对供电器件供电脉冲的占空实时改变芯片工作功率的一种方式。由于半导体制冷片供电方向改变, 会使制冷片制冷和加热面产生互换, 因此采用P W M对制冷片进行控制实际上可以理解为改变制冷片加热时间和制冷时间的时间比例关系, 如图1。

2 结构组成

恒温控制器主要包含:温度控制器、恒温盒、电源三部分。其中恒温盒部分包含:温度传感器、半导体制冷片、散热器等部件, 同时为了保证制冷/加热功率, 采用双半导体制冷芯片同时工作。控制器部分主要包含:外壳、主控通讯板、显示键盘板、驱动板, 传感器采用两线制 (4至20mA) 输出, 保证传输信号良好。

3 恒温盒设计

3.1 总体结构

由于恒温盒 (恒温区) 空间很小, 因此无法在其内部设计对流管路, 通过空气搅拌的方式实现空间恒温, 而是利用金属内胆的热交换来实现温度控制, 因此其金属内胆要具有较好的导热特性。同时为防止恒温盒金属内胆与外部的热交换, 外套采用有机玻璃材料熔接制成, 具有较好的耐用性和绝缘性能, 其作用是保护保温层和固定恒温腔各部。恒温盒部分结构包含:密封盖、金属内胆、外套、绝热层、半导体制冷片、储冷块、散热器等部分构成, 具体情况见图2。

3.2 金属内胆的设计

由于恒温盒空间较小, 在恒温腔内部主要是以热传递的方法来进行温度调节。在环境温差一定的条件下, 热传导则主要受到材料本身热导系数的影响。从热导系数来看, 铜、纯铝导热性能较好, 根据材料的经济型、机械加工性能以及导热性能, 选择导热性能较好的铜作为内胆材料。

3.3 绝热层材料选择

传统温箱采用的绝热材料一般为硅酸铝纤维棉 (导热系数约为0.2W/m·k) 或苯板等 (导热系数约为0.4W/m·k) , 但是一般采用较厚的绝热层来保证保温能力, 这样就会增加系统体积, 与恒温设备小型化的设计要求相矛盾。为了提高恒温盒的保温性能, 绝热层采用微纳米超级绝热材料 (又称超级绝热材料) 。这种材料是以硅质微纳米多孔材料、无机纤维、黏合剂等纯无机材料组合而成。

3.4 制冷片的设计

在制冷片方面, 选择了制冷的FPK219808型双层制冷芯片。较普通的单层制冷片, 双层制冷片制冷效率更高, 可提供的冷/热面极限温差更大。考虑到制冷片的工作寿命, 理想的制冷片工作电压因为略低于其最大工作电压。在恒温盒设计中制冷片的供电电压采用为12VDC。驱动器产生一定压降, 这是由于驱动器导通电阻造成的。则经过驱动器施加于恒温盒制冷片的电压为11.2VDC至11.7VDC之间, 而其电流为6ADC至8ADC之间。恒温盒上的单个制冷片的供电功率为67.2W至9 3.6 W。

3.5 散热器设计

恒温盒制冷器的散热器采用热管导热式散热器, 采用这种类型是为了有效提高散热器的散热效率, 同时可以减小散热器体积。

热管工作原理是利用中空的圆柱形管, 热管两端产生温差的时候, 蒸发端的液体就会迅速气化, 将热量带向冷凝端, 速度非常快。两端温差越大, 蒸发速度越大体。在极端的情况下, 蒸发速度可能可以接近音速。液体在冷凝端凝结液化以后, 通过毛细作用, 流回蒸发端。如此循环往复, 不断地将热量带向温度低的一端。液体水与气之间的相变反应, 使热管的热传导效率比普通的纯铜高数十倍, 甚至上百倍。

4 温度控制器原理及功能

温度控制器的基本原理如图3所示, 主要是由系统给定值和恒温箱的温度测量值提供控制变换量, 通过数字PID计算将控制量转换成脉宽调制信号, 通过驱动器实现对设备内控温元件加热或制冷功率的控制。

5 PID参数自整定

所谓PID是指不依赖控制对象数学模型, 按照PID工作规律, 自动确定T, Kp, Ti, Td。自整定的方法很多, 主要有扩充临界比例度法, Ziegler—Nichols法, kuochong响应曲线法等, 本文主要是采用扩充临界比例度法 (在此不对其方法作详细说明) 。

6 性能测试

由于设备采用优化自整定PID参数相对于普通PID控制策略, 其系统的稳态性得到了较大的改善, 响应时间大大减少, 超调量也得到了一定的改善。

为考核系统稳定性, 分别对低温1 5℃点和高温35℃点进行控温稳定性测试, 见表1。

7 结论

本文是针对模块级恒温控制设备设计, 采用半导体制冷器制冷/加热复合控制的恒温方式, 并采用智能式PID调节, 实现可自整定控温过程。针对产品小型化低功耗要求, 采用P W M脉宽调制方式进行控制。采用帕尔贴制冷效应, 通过控制其工作电流方向, 实现加热和制冷实时工作。采用先进的智能P I D及P W M脉宽调制的手段对温控器件进行功率控制。恒温盒可以对盒内温度进行自动控制, 控制精度优于0.5℃。恒温盒体积较小, 整体尺寸与标准4U机箱尺寸一致, 便于在机柜内安装。

摘要：随着电子产品的小型化, 对电子系统内各部件的温度控制提出了高精度的要求, 本文介绍了一种基于半导体制冷原理的小型高精度恒温控制器, 采用智能式PID调节, 可实现自整定控温。

关键词：半导体制冷,恒温控制,PID控制

参考文献

[1]陈伯时.自动控制系统[M].北京:机械工业出版社.1989

[2]杨宁.单片机与控制技术[M].北京:航空航天大学出版社.2005.2

[3]肖伟平.基于模糊PID控制的半导体制冷片温控系统的研制[J].工业仪表与自动化装置.2008 (6) :55-57

[4]时阳.热电制冷器的变工况特性.郑州轻工业学院学报.1993.8, 4:61—65

篇4：脑电图机工作原理及干扰的排除

人体组织细胞总在自发地不断产生着很微弱的生物电活动，利用在头皮上安装电极将细胞的电活动引出来并经脑电图机放大后记录下来得到有一定波形、波幅、频率和相位的图形、曲线，即为脑电图。当脑组织发生病理或功能改变时，这种曲线也会发生相应的改变，从而为临床诊断治疗大脑及神经系统疾病，如畸形中枢神经系统感染，颅内肿瘤与慢性病变，脑血管疾病，脑损伤及癫痫等提供依据。

当神经元受遗传、病理、电化学或药物刺激时，细胞膜的平衡遭到破坏，产生高度去极化，这时可产生动作电位，这个局部动作电位又会破坏下一段细胞膜的平衡状态，这一系列反复恢复和破坏细胞膜的生化物理过程，便构成了动作电位在神经元和神经细胞膜上的单向传递，就产生了脑电信号，其幅值范围为10-100μV，脑电图机就是拾取这种极其微弱的脑电信号进行放大处理，描迹记录的仪器，用以诊断神经系统疾病的仪器，其基本原理框图如下：

输入盒为金属屏蔽盒，头皮电极导线通过输入盒与脑电图机输入端相连接，当今市场上的脑电图机一般在输入盒内缓冲放大器以降低噪音。导联选择器实现不同导联及信号通道的选择。由于脑电信号微弱，幅值极低，要求脑电图机有很高的放大增益，故脑电图机多采用多极放大技术，以实现其较高的增益。还要求有很高的其模抑制比。对电源的稳定性也有严格要求，一般在电源电压波动±10%时，输出电压变化要小于0．01%，特别是供给前置放大级的电源电压波动应小于0．5μV。

电极与皮肤接触电阻的大小，与脑电记录的质量有直接关系，一般接触电阻应小于20KΩ，如果大于此值，必须清洁皮肤，处理电极或采用更好的电极膏，以保证测量的准确，所以脑电图机设有电极—皮肤接触阻抗测量装置。

由于脑电信号幅值变化较大，就要求增益控制能有多档调节。2 脑电图机干扰的排除

由于脑电信号是一种极其微弱的生物电信号，在对信号的采集、放大、处理等过程中很容易发生干扰现象，当脑电机受到干扰时，多表现为描述出的波形不光滑，抖动大，会影响临床诊断。

脑电图机的干扰可分为外界干扰和机内干扰。外界干扰的主要表现是定标时波形正常，在脑电描记时有干扰出现。其原因多为接地不良，输入短路，皮肤、电极接触电阻过大及周围环境的影响。机内故障引起的干扰多表现为无论定标还是脑电描记时均有干扰存在，检测时可将增益开关置于“0”，使前置放大器的输入端对地短路，看是否有干扰存在，主要原因有元件老化、差分放大管对称性不好以及电源滤波电路故障等，要排除这些干扰，我们要采用由外到内，从简单到复杂的方法去思考。

首先要查看周围是否有其它电器在工作，要尽可能地远离这些能产生电磁波的设备，并查看电极盒和导联线以及患者是否碰到金属床架或仪器外壳等，要检测整机的接地是否良好，还要注意内部各模块的接地。

在检测记录脑电图时发生干扰，要注意检查信号采集放大处理通路，检查电极与头皮是否正确连接，电极盒各个插口与导联线插头接触是否良好。还要检查电路板上的各个部件，因有许多相同的放大通路，所以可以用元件替换法来查找，注意检查机内电源滤波，稳压电路，特别要注意滤波电容、稳压管、三端稳压块等。

心脑电图机在使用及检定过程中的干扰及排除

心脑电图机是医院普遍使用的诊断检查设备。但在使用诊断及检定过程中，心脑电图机的交流干扰是最常见的也是最棘手的问题。干扰现象的产生直接影响心脑电图机波形图的准确性，使记录器所描述的图形幅值的波形产生突变，从而直接影响到医生的诊断。

1.漏电流干扰。心脑电图诊断室内的交流电源有可能存在漏电流，这些交流电通过检定仪、地面、人体及其他一些不良绝缘体和仪器接地线形成回路，从而在心脑电图记录器所描述的波形上形成调制干扰。

2.空间干扰。当心脑电图机附近有较大功率的变压器、电动机和使用有大功率交变电流设备时，电磁场会在线路、壳体上形成辐射、吸收与调制等。即由于漏磁通存在，其周围会产生较大的干扰，磁场作用在心脑电图仪的导联线上时，将会产生感应电流，影响心脑电图机的记录图幅值的准确性。

3.供电系统的干扰。破坏性极强的一种干扰，这种干扰表现为欠压、过压、浪涌等，最容易造成仪器设备的损坏。

消除干扰的想法：

1.确保心脑电图机诊断室的环境条件。尽量远离电疗室、放射室、牙科等具有较大功率电器设备的科室。

2.合理设计地线。地线的合理设计是抑制干扰的重要方法之一。现今医院大楼都有良好的接地线，但都是公共接地线，与许多医疗设备的地线相连，有时有漏电流干扰产生。这时就必须设置专用地线，以防相互有漏电流干扰。如能将接地线和屏蔽结合起来并正确使用，就能有效地解决一部分干扰。对心脑电图机可将分线盒及各分支电缆装入检定仪的屏蔽盒内或专用屏蔽盒内。对固定放置心脑电图机的工作台，其表面铺设厚度在2.5mm以上的铁板(其他导磁材料也可)，一般也可对磁场干扰有所抑制。

3.设置电磁屏蔽。也是避免或减小干扰影响的有效手段之一。如对电源箱采用RC吸收回路或加上触点间灭弧电容，以消除通断瞬间产生的火花形成的电磁干扰，此干扰串入仪器中就会形成调制解调干扰。

4.对供电系统电源干扰的减少及排除。可采用接入交流稳压器、隔离变压器、低通滤波器、净化电源等措施，以保证供电的稳定性，提高抗干扰能力，减少电源高次谐波的干扰影响。

篇5：恒温恒温机工作原理

便携式样品恒温箱是卫生防疫、医学、农林畜牧、生物实验、工业化工等行业和大专院校、科研机构、部门实验室或生产单位的重要的实验设备。由于便携式样品恒温箱具有特定的使用范围和专业性强的特点, 因此对该产品有着特别的要求。在各种制冷技术中, 半导体制冷由于具有体积小、重量轻、作用速度快、可靠性高等特点, 近年来在国内外得到广泛的重视, 因此, 半导体制冷技术在研发便携式样品恒温箱产品方面具有不可替代的优势。

1 半导体制冷技术原理及其优、缺点

1.1 半导体制冷原理

半导体制冷是建立在温差电效应基础上的, 所以半导体制冷也称温差电制冷。如果把两种不同的金属导线的一端连在一起, 另一端接上直流电源, 则一端将会产生吸热 (制冷) 效应, 另一端产生放热效应 (图1) , 这就是著名的珀尔贴效应。

事实上, 组成温差电制冷器的材料不是任意两种不同金属就能达到理想效果的。一般是取N型和P型两种半导体组件组成热电堆。图2为半导体制冷器工作原理图。

直流电流沿回路依次从N型半导体流向P型半导体, 然后又从P型半导体流向N型半导体, 电流这样连续流过去, 半导体的A、B两端便产生吸、放热现象。如果不断地把放热端B的热量移走, 那么A端就不断地向周围吸取热量, 从而达到制冷之目的。

1.2 半导体制冷的优、缺点

半导体制冷, 它的优点十分明显:制冷迅速, 操作简单, 可靠性强, 容易实现高精度的温度控制, 无噪音污染和有害物质排放, 寿命长, 稳定性好等。但同时, 也有其缺点:主要表现在制冷系数低, 制冷量小而且电流大。半导体制冷效果主要取决于半导体材料的选择和热端散热冷却的程度。由于当今科技, 特别是电子技术的飞速发展, 世界各国的科技人员从改进半导体材料和开发新工艺两方面, 做了大量工作, 来不断提高半导体制冷的制冷系数。在一些制冷量要求小, 热流量大, 传统蒸气压缩制冷不方便或不经济的场合, 半导体制冷得到了很多的应用。

2 半导体制冷技术在便携式样品恒温箱的应用

2.1 便携式样品恒温箱功能特点和技术要求

便携式样品恒温箱是卫生防疫、医学、农林畜牧、生物实验、工业化工等行业及大专院校、科研机构、部门实验室或生产单位的重要的实验设备。适用于生物冷链运输, 血液、血清、血浆、疫苗、生物试剂、特殊药品的冷藏及运输;也可适用于防疫站、卫生所、疾控中心、畜牧局等药品配送及周转;环境检验中心、质量监督检验、实验室检测、水利、地质等外出采样携带冷藏;由于便携式样品恒温箱具有特定的使用范围和专业性强的特点, 因此对该产品有着特别的要求: (1) 体积较小、重量较轻、方便携带; (2) 由于贮存的样品一般都对温度要求比较高, 因此要温度恒定、波动范围小、有比较高的稳定性、控温精度应≤±1℃、温度调节范围能在-5℃~65℃之间任意设定; (3) 安全环保、无污染无噪音; (4) 由于该产品经常被携带于野外作业, 因此, 必须确保外接交流电源、汽车电源、蓄电池电源等, 它都能正常使用; (5) 整体设计美观, 可以卧放也可以立放, 能够防滑及保持机器外部整洁。

2.2 传统样品恒温箱的类型和缺陷

传统的样品恒温箱主要有压缩机制冷-电热加温恒温箱、蓄冷型恒温箱两种。由于压缩机制冷-电热加温恒温箱采用传统的压缩机制冷, 所以, 一般体积比较大、不方便携带、有振动和噪声、对电源的要求比较严格、温度波动范围大、不能卧放等缺陷。蓄冷型恒温箱主要采用低温相变蓄冷材料蓄冷, 虽然体积比较小、方便携带、无振动和噪声、不需要电源, 但是温度难以准确控制、恒温时间有限 (一般100小时以内) 。

2.3 半导体制冷便携式样品恒温箱的研发

当今科技尤其是电子技术的发展为半导体制冷提供了机遇, 根据电子工业中冷量较小, 热流密度大, 散热空间小, 布置高度灵活的特点, 半导体制冷无疑是一种非常适宜应用研发便携式样品恒温箱的技术。

2.3.1 半导体制冷便携式样品恒温箱的结构

半导体制冷便携式样品恒温箱 (见图3、图4) 的基本结构, 由箱体上盖 (1) 、箱体泡沫保温层 (2) 、连接铰链 (3) 、箱体 (4) 、半导体制冷元件和半导体控温元件 (5) 、可充电电池 (6) 、锁 (7) 、电子温度控制及显示装置 (8) 、外接电源插口 (9) 、伸缩背带 (10) 组成。

由于半导体制冷便携式样品恒温箱采用箱体底部固定连接半导体控温元件, 半导体控温元件与可充电电池固定连接, 箱体的正面左上端固定连接电子温度控制及显示装置, 箱体上盖和箱体内壁固定连接保温层的结构形式, 箱体的背后右下端固定连接电源插孔, 插入家庭交流电直接使用, 也可插接到汽车点烟器上, 另外, 在没有交流电的情况下, 还可以使用充电电池内的电能来控制温度。

2.3.2 半导体制冷便携式样品恒温箱的驱动电路设计

半导体制冷便携式样品恒温箱的最核心部件是半导体制冷片的控制及驱动电路, 因为半导体制冷片根据流过半导体的电流方向和大小来决定其工作状态的 (电流的方向决定制冷或者制热, 电流的大小决定制冷或者制热的程度和效果) 。为了使半导体制冷片能够自动进行恒温控制, 就必须设计好其驱动电路和控制电路。PID控制系统是目前精度较高的技术, 可以用来对半导体制冷片的电流进行控制, 以实现高精度的控温效果。

A、总体框图:见图5。B、基于H桥的驱动电路:见图6

当设置OUT3为高、OUT4为低电平, OUT2为低、OUT1为高电平时, Q3和Q4断开, Q1和Q2导通, 电流由TEC (半导体制冷片) 左至右;反之OUT3为低、OUT4为高电平, OUT2为高、OUT1为低电平时, Q3和Q4导通, Q1和Q2断开, 电流由右至左。通过单片机PID控制设置OUT1或者OUT4的PWM (脉冲宽度调制) 波占空比, 控制Q1或者Q4的导通时间来控制TEC的工作时间, 从而达到控温的效果。

2.3.3 半导体制冷便携式样品恒温箱半导体制冷器的散热装置

热端散热冷却的程度是影响半导体制冷效果的重要因素, 所以解决好散热问题对制冷效率的提高起到至关重要的作用。

半导体制冷的几种散热方式: (1) 自然散热, 采用导热较好的材料, 做成各种散热器, 利用空气的自然对流来带走热量, 优点是使用方便, 缺点是体积较大; (2) 充液散热, 它是用较好的材料做成水箱, 用通液体或通水的方法降温, 缺点是用水不方便, 浪费太大, 优点是体积小, 散热效果好; (3) 强迫风冷散热, 散热器采用的材料和自然散热器相同, 使用方便, 体积比自然散热小, 缺点是增加一个风机, 出现噪音和耗用功率; (4) “热管”散热器, 是最常用的一种形式, 它利用蒸发潜热快速传递热量。因此本半导体制冷便携式样品恒温箱的半导体制冷散热采用热管散热。结构设计要点:热管散热热管采用铜铝复合管制成, 冷凝段很长, 而蒸发段很短, 工质为戊烷, 自然对流散热。

3 结束语

随着目前半导体制冷片已经规模化生产、大功率可充式锂电池组工艺的成熟、汽车的普及、光伏电池的普及以及高精度半导体制冷式温度控制系统技术的成熟和塑料工业的发展, 为生产出轻便、节能、环保、高效的便携式样品恒温箱提供了有利条件。便携式样品恒温箱具有特定的使用环境和条件的要求, 而这些要求与半导体制冷技术的特点又相符, 因此半导体制冷技术在便携式样品恒温箱及其类似产品的开发必将得到广泛的应用。

参考文献

[1]陈国邦等.最新低温制冷技术.机械工业出版社, 2003.

篇6：恒温恒温机工作原理

移动式喷雾机核心部分如图1所示。主要由液泵、空气室、截止阀、混药器、压力显示器、喷管及喷枪组成。其中压力泵的结构较为复杂, 它由平阀片、三角套筒、胶腕、出水阀片等组成。由于三角套筒的宽度比胶腕宽度大, 因此当泵轴向右运动时, 开始胶腕不动, 首先是平阀片随着泵轴向胶腕运动, 当平阀片贴紧胶腕时推动胶腕运动, 此时平阀片与胶腕一起构成真正意义上的活塞, 活塞右方的密闭空间变小, 起到压水的作用, 左方的密闭空间变大, 起到吸水的作用;当泵向左运动时, 首先是平阀片离开胶腕, 出水阀片接近胶腕, 当出水阀贴紧胶腕时带动胶腕一起向左运动, 这时整个活塞实际上只是一个过水通道, 活塞左方的水经过活塞的空隙过渡到活塞的右方。如此循环往复, 实现压力泵的吸压水过程。从结构可以看出, 胶腕与泵筒之间的紧密度、平阀片与胶腕之间紧贴程度是水泵能否有效吸压水的关键。

图中在Ⅰ-Ⅰ断面处是一个混药器, 其结构特征表现为通道变窄, 液体在此处流速变快, 因此真空度增加, 产生吸液能力, 于是药液由瓶中通过吸液管被吸到这里, 又由于该处液体流速快, 流动状态呈现紊流现象, 药与水在这里得到充分混合。

为了保证药液顺利吸至混液器, 必须对吸液高度 (即液面距混药器中心距离) 作出限定。人们在移动式喷雾机的使用过程中, 通常是依靠经验作出选择, 现通过简单的计算对吸液高度作出粗略的估算, 以便指导农户正确使用移动喷雾机。已知Ⅰ-Ⅰ处压强为P1, 通流面积为A1, 液体流速为V1, Ⅱ-Ⅱ处压强为P2, 通流面积为A2, 液体流速为V2, 吸液高度为h, 流量为Q, 忽略摩擦损失, 计算如下:

忽略摩擦损失, 则

经整理得:

篇7：恒温恒温机工作原理

POLYDOROS100X线机由中间直流电压电路及其控制器、逆变器及kV控制器、高压发生器、X线管灯丝加热极管电流控制电路、旋转阳极启动电路和控制系统组成。图1为结构原理框图。

(1) 中间直流电压及其控制电路。

该电路实际上是一个三相可控整流器, 能够输出100V到500V之间连续变化的中间直流电压, 提供能量给两个中频逆变器产生高压。工作中中间直流电压控制器来控制直流电压的输出。首先微处理器输出一个预置的数字电压信号到X线机接口板D30进行D/A转换变成模拟预置电压, 这个电压和从中间直流电压电路提取的实际值在中间直流电压控制器中比较, 从比较器输出控制电压经相移组件变换器, 形成一系列相位可以连续变化的可控硅触发脉冲, 触发中间直流电压电路的可控硅, 从而达到控制直流输出电压的大小。

(2) 逆变器及kV控制器。

中频逆变器等效一个串联振荡电路, 他由两组逆变器组件、电容器、高压变压器、阻流圈、损耗电阻等构成。它的作用是将中间直流电压变换成中频电压, 其频率的高低决定了kV的大小。工作时

酒精和擦镜纸进行清洁保养复位后能量值无明显变化, HV仍在69%徘徊, 更换新的新的闸流管后HV下降到37%, 能量值任意调节到最佳值, 步骤如下:

(1) 拆下机器上的闸流管, 换上新闸流管。

(2) 将两个电极的电压从6.3 V调到7.0 V后通电10 min。

(3) 将两个电极的电压从7.0 V调到6.3 V, 用10 Hz的频率0%的高压打15 min。

(4) 在两电极加上6.3 V的电压, 用15 Hz的频率, 0%的高压打5 min。

(5) 用25 Hz的频率, 0%的高压打5 min。

(6) 再分别在40 Hz, 60 Hz, 90 Hz, 的频率下, 用0%的高压各打5 min。

(7) 分别在130 Hz, 200 Hz的频率下, 用0%的高压各打3 min。

(8) 最后在200 Hz的频率下, 依次提高高压值每次加10%直到45%, (10%, 20%, 30%, 40%, 45%) 每次各打5 min。

(9) 最后在200 Hz的频率下, 依次提高高压值每次加10%直到95%, (55%, 65%, 75%, 85%, 95%) 每次各打3 min。

由微处理器输出一个管电压预置的数字电压信号到X线机接口板D30, 在D30中经D/A转换后成为模拟管电压预置值, 从高压发生器的阳极端和阴极端提取kV管电压实际值 , 两个管电压在kV控制器中比较形成kV控制电压信号, 形成输出频率可变的逆变器触发脉冲, 进而改变了中频电压的频率和kV的高低。

(3) 灯丝加热及管电流控制电路。

灯丝加热电路分为灯丝电流控制器和管电流控制器两部分, 本机X线管灯丝用一个逆变器产生的中频电流加热。逆变器固有频率为10kHz, 触发频率由500Hz (透视时) 到7.5kHz (摄影加热时) 之间变化, 触发频率越高, 灯丝加热电流越大。准备曝光时微机输出预置值数字信号到X线机接口板D30经DA转换后, 输出灯丝电流预置值、管电流预置值、灯丝电流最大允许值。曝光时管电流预置值与实际值进行比较, 得到的误差信号将改变灯丝加热电流, 并限制不超过X线管焦点的灯丝电流最大允许值。通过灯丝加热电流的变化来改变管电流, 最终达到管电流实际值与预置值相一致的目的。

具体来说, 当实际管电流小于管电流预置值时误差信号相加, 使灯丝加热电流增大实际管电流增大;当实际管电流大于预置值时误差信号相减, 使实际管电流减小。

(4) 高压发生器。

高压发生器有两个高压变压器组成, 高压变压器的初级分别由两个独立的逆变器供电。每个高压变压器次级分别二倍压整流串联后相加, 所以输出的直流电压是次级交流高压的四倍, 每个高压变压器只需要提供管电压的四分之一, 对绝缘的要求十分有利。

2 典型故障分析

(1) 按下曝光手闸无X射线发生:

使用中出现这种情况可能的原因很多, 检查X线机控制台面板上显示窗口, 无任何错误信息提示, 打开控制台下发生器盖板, 没有发现异味、异响及明显损坏处。检查中间直流电压电路、逆变器控制电路、灯丝加热及管电流控制电路、高压变压器电路均正常。靠近X线管并按下曝光按钮, 没有听到曝光时旋转阳极启动声音, 进一步检查发现旋转阳极启动绕组烧坏已经断路。造成曝光时旋转阳极启动信号不能传到曝光控制电路, X线发生电路无法启动, 所以没有X线发生。旋转阳极启动绕组安装在X线管管套内壁上, 维修时无法重新绕制, 选择更换同型号X线管管套。经过抽真空, 加注X线管绝缘油, X线管高压检测试验等工作后重新安装到位, X线机恢复正常工作状态。

(2) 开机时床控制台自检不通过:

开机后主机控制台待机准备正常, 诊视床控制台上片 盒进出按钮指示灯不亮, 观察诊视床发现自检时点片盒没有运动到可以送入片盒的位置。卸下诊视床脚踏板、床面板、滤线器后看到点片盒, 检查点片盒传动系统发现有一个金属连接件折断, 卡住了点片盒无法运动, 而且还造成了驱动电机长时间电流过大烧毁, X线机无法正常曝光。更换新的金属连接件和点片盒驱动电机故障排除。

(3) 曝光时主控制台内有异味、异响:

X线机透视时虽然有X线发生, 但是主控制台内发出吱吱响声并且伴有烧焦的异味。仔细检查后确认是中频逆变器电路中的触发电路板打火。拆下触发电路板发现有一个元器件管脚焊点处于虚接状态, 马上就可能烧断。如果断路就不能形成逆变器触发脉冲, 曝光时无法形成逆变器中频电压就不会产生X射线。触发电路板维修后重新安装试机, X线机工作正常。

摘要：本文系统分析了西门子POLYDOROS100型X线机的工作原理和基本组成部分, 总结了三例X线机的使用维修经验, 进一步说明了X线机选择的工作模式受控于微处理器输出的控制信号。包括选择管电流、管电压、毫安秒的大小, 透视、照相、点片等曝光工作过程。

关键词：西门子X线机,中频电压逆变器,微处理器控制,维修保养

参考文献

[1]裴作升, 刘秀珍, 龚跃华等怎样检修医用X线机[M]武汉:华中科技大学出版社, 2006:26-62

[2]张台平, 等.中高频X线机的维修方法[J].医疗卫生装备, 2004 (4) :68.