一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112947632A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110363774.0(22)申请日2021.04.02(71)申请人江苏乐尔环境科技股份有限公司地址226000江苏省南通市通州区东社镇杨港居(72)发明人王美美张杰(74)专利代理机构北京久维律师事务所11582代理人邢江峰(51)Int.Cl.G05D23/20(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图2页(54)发明名称一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法(57)摘要本发明公开了一种应用于色谱温度控制的装置及其温度控制方法，用于对气相色谱仪内安装的进样口、色谱填充柱、气相色谱检测器和毛细管柱进行加热控制，所述装置包括：温度采集模块、控制单元和执行单元；所述温度采集模块用于采集外界气相色谱仪内的温度数据；所述控制单元包括A/D转换模块和电脑，其中，所述A/D转换模块用于对所述温度采集模块采集的色谱温度数据进行A/D转换，并将A/D转换后的色谱温度数据上传至所述电脑中。本发明的优点是低功率模块控温精度可达±0.02℃，大功率模块控温精度可达±0.05℃；稳定时间短，在10min之内；稳定性好，同一组PID参数用在组织结构相同的不同设备上，可实现良好的控温效果；并且对基线的影响很小。CN112947632ACN112947632A权利要求书1/2页1.一种应用于色谱温度控制的装置，用于对气相色谱仪内安装的进样口、色谱填充柱、气相色谱检测器和毛细管柱进行加热控制，其特征在于，所述装置包括：包括温度采集模块(1)、控制单元(2)和执行单元(3)；所述温度采集模块(1)用于采集外界气相色谱仪内的温度数据；所述控制单元(2)包括A/D转换模块(21)和电脑(22)，其中，所述A/D转换模块(21)用于对所述温度采集模块(1)采集的色谱温度数据进行A/D转换，并将A/D转换后的色谱温度数据上传至所述电脑(22)中，且所述电脑(22)用于对色谱温度数据进行处理，并根据处理结果发送控温指令至所述执行单元(3)；所述执行单元(3)包括继电器模块(31)和加热模块(32)；其中，所述电脑(22)根据控温指令完成对所述继电器模块(31)的开关量控制，且所述加热模块(32)通过所述继电器模块(31)连接在所述电脑(22)上，用于通过所述继电器模块(31)的开关量变化控制所述加热模块(32)的加热温度、加热时间和加热周期。2.根据权利要求1所述的应用于色谱温度控制的装置，其特征在于：还包括上位机单元(4)，所述上位机单元(4)包括数据采集模块(41)和数据分析模块(42)；其中，所述数据采集模块(41)用于采集待检测物质通入外界的气相色谱仪后形成电压信号，并将采集到的电压信号上传至所述数据分析模块(42)中，且所述电脑(22)通过加载所述数据分析模块(42)对采集到的电压信号进行分析，得出待检测物质的种类及浓度数据。3.根据权利要求1所述的应用于色谱温度控制的装置，其特征在于：所述温度采集模块(1)为PT100温度传感器。4.根据权利要求1所述的应用于色谱温度控制的装置，其特征在于：所述继电器模块(31)为过零型交流固态继电器；所述加热模块(32)为加热棒、加热丝中的一种或多种。5.一种温度控制方法，用于所述控制单元(2)完成权利要求1‑4任一所述装置的温度控制，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：温度采集与A/D转换通过温度采集模块(1)采集外界气相色谱仪内的温度数据，并通过A/D转换模块(21)进行色谱温度数据的A/D转换，得到稳定的温度值用于后续计算；步骤2：数据滤波取步骤1中连续10次采集的温度值的中位数，并对10次中位数的平均值作为一次控温读数；步骤3：PID控制每读两次控温读数执行一次PID控制，并将PID增量转为占空比用于加热模块(32)的加热控制；步骤4：均匀分配占空比用于分配加热模块(32)的控温时间，实时控制温度；步骤5：SSR周期控制用于控制加热模块(32)的加热周期；步骤6：继电器控制与执行加热经电脑(22)计算加热时间后，通过控制继电器模块(31)的通断，启动加热模块(32)进2CN112947632A权利要求书2/2页行加热。6.根据权利要求5所述的温度控制方法，其特征在于：步骤3中，PID控制的计算流程如下：1：设定两个限值Threshold1，Threshold2，控制加热的目标温度与温度采集模块(1)测得的实际温度的误差为：Terror＝目标温度‑实际温度；2：当Terror大于Threshold1时，全速升温；当Terror小于(‑Threshold1)时，不加热；当|Terror|小于Threshold1时，执行PID控制；3：当Terror由大于