一种露点制冷系统及其露点检测器

文档序号:680296 发布日期:2021-04-30 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种露点制冷系统及其露点检测器 (Dew point refrigerating system and dew point detector thereof ) 是由 张宾 何伟生 陈新准 马鹏飞 邱国财 刘新雅 郑晓银 刘光亮 林惠庭 李修龙 于 2020-12-07 设计创作,主要内容包括:本发明涉及露点检测器检测技术领域,提供一种露点制冷系统及其露点检测器,所述露点制冷系统包括用于检测温度的测温计;制冷结构,具有制冷面;导热结构,一端连接所述制冷面,另一端具有凸出部,所述凸出部围设出开放窗口;所述测温计与所述导热结构连接;结露结构,被围蔽于所述开放窗口内。本发明通过将露点制冷系统减小了露点制冷系统的体积、避免结露于结露结构上的水蒸气渗入到露点制冷系统内部和应用该露点制冷系统的露点检测器的内部。本发明的露点检测器能够防止水汽和空气进入对露点检测器内部电路和元器件造成损坏、避免有毒气体通过腔体泄露到外界、避免电气针和散热座导电、避免电气针和控制转接板之间连接产生错位。(The invention relates to the technical field of dew point detector detection, and provides a dew point refrigerating system and a dew point detector thereof, wherein the dew point refrigerating system comprises a temperature detector for detecting temperature; a refrigeration structure having a refrigeration surface; one end of the heat conduction structure is connected with the refrigerating surface, the other end of the heat conduction structure is provided with a protruding part, and an open window is formed by the protruding part in a surrounding mode; the temperature detector is connected with the heat conduction structure; and a dew condensation structure enclosed in the open window. The invention reduces the volume of the dew point refrigerating system by the dew point refrigerating system, and avoids the water vapor condensed on the dew condensation structure from permeating into the dew point refrigerating system and the dew point detector applying the dew point refrigerating system. The dew point detector can prevent water vapor and air from entering and damaging circuits and components inside the dew point detector, avoid toxic gas from leaking outside through the cavity, avoid the electric conduction of the electric needle and the heat dissipation seat and avoid the dislocation generated by the connection between the electric needle and the control adapter plate.)

一种露点制冷系统及其露点检测器

技术领域

本发明涉及露点检测器检测技术领域,更具体地,涉及一种露点制冷系统及其露点检测器。

背景技术

在天然气、冶金、卫生检疫、含有有毒或腐蚀性气体等作业环境中,气体中的水蒸气对作业产生重要的影响。而目前常常通过露点检测器来检测气体的露点温度,从而间接测量气体中的湿度。

气体的露点温度是在等压的条件下使气体中水蒸气冷却至凝聚相出现,再通过控制露层传感器露层的温度,使气体中的水蒸气与水或冰的平展表面呈热力学相平衡状态,此时露层的温度即为气体的露点温度。

现有技术中,露点检测器是由散热系统、制冷结构、测温电阻、光电检测、结露结构等部件组成。露点检测器在实际应用场合中,对其体积大小、粉尘污染环境适应能力、测量温差极限、密封耐气体压力、耐腐蚀性等都有相应要求。

现有的露点检测器用铜作为结露结构,这种结露结构的抗污染能力差且容易被划损,结露结构的表面脏污、被划损,会降低检测精度,不利于长期使用。

现有的露点检测器在使用的过程中,作业环境中的水蒸气通过结露结构发生结露的过程中,有部分水蒸气渗入露点检测器的内部,会对露点检测器内部的电路及其他元器件造成损坏,降低了露点检测器的使用寿命。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术水蒸气渗入到露点检测器的缺陷,提供一种露点制冷系统,用于防止水蒸气渗入所述露点制冷系统和应用该露点制冷系统的露点检测器内部,并减小所述露点制冷系统的体积。

本发明采取的技术方案是,提供一种露点制冷系统,包括用于检测温度的测温计;制冷结构,具有制冷面;导热结构,一端连接所述制冷面,另一端具有凸出部,所述凸出部围设出开放窗口;所述测温计与所述导热结构连接;结露结构,被围蔽于所述开放窗口内;其中,所述制冷面产生的冷量经由所述导热结构传递至所述结露结构,以使作业环境中的水蒸气结露于所述结露结构上,形成冷凝物。

本方案中,所述制冷结构通过热电制冷原理,其制冷面形成冷量作用于导热结构。所述导热结构将来自制冷结构的冷量传递至所述结露结构,使作业环境中的水蒸气结露于所述结露结构上,形成冷凝物。再通过测温计检测出导热结构的温度,从而间接检测出结露结构的温度,即检测出气体的露点温度,再辅助测量气体温度,从而获得气体中的湿度。

相比现有技术,本方案将露点制冷系统拆分成制冷结构、导热结构、结露结构三个部分,能够减小露点制冷系统的体积,从而提高响应速度,避免制冷性能损耗。

相比现有技术,本方案在导热结构上设置出开放窗口,并通过开放窗口内将结露结构围蔽住,从而防止结露于结露结构上的水蒸气渗入所述露点制冷系统和应用该露点制冷系统的露点检测器内。

相比现有技术,本方案在导热结构的占用空间内,还设置了结露结构;也就是说,导热结构和结露结构所占空间的总和与导热结构所占空间一致,从而减小了所述露点制冷系统的体积。

优选地,所述结露结构为硅片,且其外表面设有铂层或金层或铑层;;和/或,所述镜面为硅片,且其外表面设有铂层或金层或铑层,所述铂层或金层或铑层上表面设有疏水性材料涂层。相比现有技术,本方案在结露结构的外表面设有铂层或金层或铑层和疏水性材料涂层,舍弃了常规的结露结构为铜,且铜的外表面设有金层的技术,从而使得本方案能够提高结露结构的抗污能力,且使得所述结露结构不易被划损,避免检测精度受到不利影响,有利于长期使用。

优选地,所述导热结构下端部设有容纳槽,所述测温计置于所述容纳槽内。本方案设置了容纳槽将所述测温计围蔽起来,从而进一步防止结露于结露结构上的水蒸气渗入所述露点制冷系统内,对测温计的测量精度造成影响,并损坏测温计。同时,也减小了露点制冷系统的体积。

优选地,所述测温计为铂电阻,且其外表面设有导热硅脂层或导热胶层。本方案采用导热硅脂层或导热胶层使测温计和导热结构无间隙贴紧,从而增大热量传导的面积,以提高热量传递效率。

优选地,所述导热结构下端部设有安装槽,所述制冷结构上端部嵌入于所述安装槽内;所述容纳槽位于所述安装槽的上方,并与所述安装槽相连通。本方案将制冷结构、结露结构分别安装到安装槽、容纳槽内,将制冷结构、结露结构围蔽在导热结构中,防止结露于结露结构上的水蒸气渗入所述露点制冷系统内,对制冷结构、导热结构造成损坏。

优选地,所述凸出部与所述导热结构一体成型;和/或,所述凸出部与所述导热结构一体成型;所述露点制冷系统还包括密封圈,所述密封圈包裹于所述凸出部的周边。本方案中,凸出部与所述导热结构一体成型,可防止结露于结露结构上的水蒸气由凸出部与导热结构之间的缝隙渗出,对露点制冷系统和应用该露点制冷系统的露点检测器造成损坏。本方案设置密封圈可防止结露于所述结露结构上的水蒸气从导热结构外侧渗入到所述露点制冷系统内部。

优选地,所述凸出部的上表面高于所述结露结构的上表面。本方案如此设置,将所述结露于结露结构上的水蒸气限制在所述开放窗口内,避免外渗。

一种露点检测器,包括控制系统、光电检测系统、露点制冷系统、散热系统;所述控制系统包括控制转接板、电气针、远程控制主机;所述散热系统包括散热座,所述散热座设有腔体;其中,所述控制转接板位于所述腔体内并连接于所述远程控制主机;所述电气针插装于所述腔体内且电连接所述控制转接板,所述电气针与所述散热座绝缘连接;其中,所述电气针还电连接于光电检测系统、露点制冷系统;所述制冷结构设有的散热面连接于所述散热座。

本方案中,所述光电检测系统利用结露结构反射光强的变化,从而检测结露结构上的冷凝物厚度,所述结露结构上的冷凝物,是指结露于结露结构上的露或霜。所述散热座用于将所述制冷结构的散热面产生的热量散发出去。所述电气针与所述散热座绝缘连接,避免散热座对露点检测器的正常使用产生影响。所述腔体用于容纳所述控制转接板,且所述电气针插装于所述腔体内且电连接于所述控制转接板,以使得所述露点检测器的线路集中位于所述散热座的腔体内,避免线路露出露点检测器外界,从而影响检测效果并对线路造成损坏。

本方案通过露点制冷系统中的制冷结构进行制冷,当结露结构的上表面的温度下降至气体的露点温度以下时,结露结构的上表面开始结露,在远程控制主机的控制下,所述光电检测系统对结露结构的上表面的冷凝物厚度进行检测,并将检测出的冷凝物厚度信息反馈至远程控制主机。在远程控制主机的控制下,调节制冷结构的制冷功率,从而使得结露结构的温度与气体的露点温度一致。其中,所述远程控制主机通过控制转接板与露点制冷系统和光电检测系统二者进行信息交互。

优选地,所述腔体内填充有密封剂,以使所述腔体密封隔绝所述腔体外的气体。本方案如此设置,首先,通过密封剂将腔体密封住,防止水蒸汽和空气进入对露点检测器内部电路和元器件造成损坏;其次,当所述露点检测器应用到有毒气体的作业环境中,能够避免有毒气体通过腔体泄露到外界,对工作人员的生命安全产生威胁;再次,密封剂将所述电气针和所述散热座绝缘开来,避免电气针和散热座导电;再次,本方案通过密封剂固定住所述电气针和所述控制转接板,避免电气针和控制转接板之间连接产生错位,而导致无法顺利检测。

优选地,所述露点制冷系统设置于所述散热座的上表面,所述光电检测系统包括光电检测装置和检测盖体;所述检测盖体,其下表面向上凹陷去除部分结构后,所述检测盖体的侧壁与顶部之间形成检测腔;所述光电检测装置,其安装于所述检测盖体的顶部;其中,所述检测盖体安装于所述散热座上后,所述露点制冷系统位于所述检测腔内。相比现有技术,本方案设置了检测腔,能够避免气流波动对检测结果产生影响,使得检测结果不精准。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:本发明通过将露点制冷系统拆分成制冷结构、导热结构、结露结构三个部分,能够减小露点制冷系统的体积,从而提高响应速度,避免制冷性能损耗;在所述导热结构上设置了开放窗口、容纳槽、安装槽将结露结构、测温计、制冷结构围蔽起来,避免结露于结露结构上的水蒸气渗入到露点制冷系统内部和应用该露点制冷系统的露点检测器的内部。本发明的露点检测器设置了具有腔体的散热座、电气针、控制转接板,使得所述露点检测器的线路集中位于所述散热座的腔体内,避免线路露出露点检测器外界,从而影响检测效果并对线路造成损坏;本发明通过设置密封剂于腔体内,防止水汽和空气进入对露点检测器内部电路和元器件造成损坏、避免有毒气体通过腔体泄露到外界、避免电气针和散热座导电、避免电气针和控制转接板之间连接产生错位。

附图说明

图1为本发明实施例1的爆炸图。

图2为本发明实施例1的结构图。

图3为本发明导热结构105的立体图。

图4为本发明导热结构105的仰视图。

图5为本发明实施例2的爆炸图。

图6为本发明实施例2的剖面图。

附图标记:检测上盖100、光电检测装置101、检测盖体102、结露结构103、密封圈104、导热结构105、凸出部1051、容纳槽1052、安装槽1053、测温计106、制冷结构107、电气针108、散热座109、腔体1091、控制转接板110、航空接头111、散热尾盖112。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对于本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1、图2所示,本实施例提供一种露点制冷系统,包括结露结构103、导热结构105、测温计106、制冷结构107。

为了方便理解本申请实施例1所述的露点制冷系统,首先阐述所述露点制冷系统的应用场景。所述露点制冷系统应用于露点检测器,所述露点检测器通过露点制冷系统使得水蒸气结露,再通过测温计106检测水蒸气的露点温度,再辅助测量气体温度,从而获得气体中的湿度。所述露点检测器可应用于多种作业环境,如天然气、冶金、卫生检疫、含有有毒腐蚀性气体等作业环境,也正是由于露点检测器应用于多种不同的作业环境,因此,从应用层面上来讲,对露点检测器的性能具有更高的要求。其中,露点制冷系统的性能对于露点检测器的应用影响较大。

所述露点制冷系统的具体工作过程为:制冷结构107通过热电制冷原理产生冷量,制冷结构107的制冷面产生的冷量通过所述导热结构105传递到结露结构103,以使作业环境中的水蒸气结露到结露结构103上,形成冷凝物。所述露点制冷系统再通过测温计106检测出导热结构105的温度,从而间接检测出结露结构103的温度。

其中,制冷结构107为制冷片,所述制冷片具有制冷面和散热面,制冷结构107的上表面为制冷面,其下表面为散热面。具体地,制冷结构107可以为具有三层结构,但不仅限于三层结构。

在一个申请实施例中,制冷结构107采用具有三层结构的制冷片,制冷结构107最上层的结构的横截面积小于其它层的结构的横截面积。

其中,如图3所示,导热结构105用于传递来自于制冷结构107的制冷面的冷量。具体地,导热结构105一端连接于所述制冷面,另一端具有凸出部1051。为了防止结露于结露结构103上的水蒸气渗入所述露点制冷系统并节省所述露点制冷系统的占用空间,所述凸出部1051围设出开放窗口,以容纳结露结构103。详细地,所述开放窗口大体呈正方体状,但不限于正方体状。也正由于所述开放窗口大体呈正方体状,所述凸出部1051在所述开放窗口的四个角的位置形成倒圆角,以便于安装和拆卸结露结构103。详细地,为了防止结露于结露结构103上的水蒸气外渗,所述凸出部1051与导热结构105一体成型。

在一个申请实施例中,所述凸出部1051位于导热结构105的侧面,并围设出置于导热结构105侧面上的开放窗口,所述开放窗口用于容纳所述结露结构103。

具体地,为了防止结露于结露结构103上的水蒸气渗入所述露点制冷系统内部,对测温计106和制冷结构107造成损坏,并节省所述露点制冷系统的占用空间,凸出部1051的上表面高于所述结露结构103的上表面,以将所述结露于结露结构103上的水蒸气限制在所述开放窗口内。具体地,如图4所示,为了进一步防止结露于结露结构103上的水蒸气渗入所述露点制冷系统内部,对测温计106和制冷结构107造成损坏,并节省所述露点制冷系统的占用空间,所述导热结构105下端部设有容纳槽1052和安装槽1053,安装槽1053连通于导热结构105外界并位于容纳槽1052下方,安装槽1053与容纳槽1052相连通。容纳槽1052用于容纳测温计106,所述测温计106置于容纳槽1052内并与容纳槽1052的内壁接触,所述测温计106与安装槽1053绝缘连接。安装槽1053与制冷结构107匹配,制冷结构107的上端部嵌入安装槽1053内。详细地,安装槽1053和制冷结构107均可以为矩形槽,但不限于矩形槽。

在一个申请实施例中,制冷结构107最上层的结构嵌入安装槽1053内。

具体地,导热结构105大体呈“凸”字形,其上端部的横截面积小于其下端部的横截面积,以罩住所述测温计106和制冷结构107。具体地,导热结构105可以由导热金属制成,优选为铜。

其中,结露结构103为所述露点制冷系统的结露场所。具体地,结露结构103大体呈正方形状,但不仅限于正方形状。具体地,结露结构103被围蔽于所述开放窗口内。可以说,结露结构103嵌入于所述开放窗口,并接收来自于导热结构105的冷量,使作业环境中的水蒸气结露于所述结露结构103的上表面。具体地,为了提高导热效率,结露结构103为硅片。具体地,为了提高结露结构103的抗污能力,且使得所述结露结构103不易被划损,在结露结构103的外表面上设有铂层或金层或铑层和疏水性材料涂层,进一步地,所述铂层或金层或铑层设置于结露结构103的上表面,疏水性材料涂层设置于铂层或金层或铑层的上表面。

其中,所述测温计106连接于导热结构105并用于测温。具体地,测温计106大体呈长方体状。具体地,所述测温计为铂电阻,为了进一步增大热量传导面积,所述铂电阻的外表面设有导热硅脂层或导热胶层,以使测温计106和导热结构105无间隙贴紧。

其中,为了防止结露于所述结露结构103上的水蒸气从导热结构外侧渗入到所述露点制冷系统内部,对测温计106和制冷结构107造成损坏,所述露点制冷系统还包括密封圈104,所述密封圈104包裹于所述凸出部1051的周边。具体地,密封圈104可以为橡胶密封圈。

在一个申请实施例中,所述密封圈104包裹于导热结构105上端部的外周,且所述密封圈104所包裹的导热结构105的部位位于所述凸出部1051的下方。

在一个申请实施例中,所述密封圈104包裹于导热结构105下端部的外周。

实施例2

如图5所示,本实施例是基于图2所示方案的完整结构实施例,本实施例提供一种露点检测器,所述露点检测器包括光电检测系统、实施例1中的露点制冷系统、散热系统、控制系统。

其中,所述光电检测系统包括光电检测装置101和检测盖体102。详细地,光电检测装置101包括LED发射光源和光敏接收管,通过LED发射光源和光敏接收管检测结露结构103反射光强的变化测量冷凝物的厚度。详细地,所述检测盖体102设有检测腔,所述检测腔由检测盖体下表面向上凹陷去除部分结构后,由所述检测盖体102的侧壁与顶部之间所形成。

所述光电检测装置101位于检测盖体102的顶部;所述检测盖体102安装于所述散热系统上后,所述露点制冷系统位于所述检测腔内。详细地,为了方便将光电检测装置101安装于检测盖体102上端部,所述检测盖体102上端部设有检测上盖100,所述检测上盖100可拆卸安装于检测盖体102。具体地,所述露点制冷系统位于所述检测腔内。所述检测盖体102侧壁上设有气孔1021,气孔1021与检测腔相连通。

其中,所述控制系统包括电气针108、控制转接板110、航空接头111、远程控制主机。所述远程控制主机在图中尚未示出。

具体地,电气针108用于电传导。详细地,电气针108由导电金属构成,且其设有若干根。电气针108的大小可以设置相同,也可以设置不相同。具体地,航空接头111还连接于远程控制主机,以便于远程控制主机与所述控制转接板110进行信息交互。所述控制转接板110,可通过远程控制主机设有的屏幕对当前检测状态和对应的参数进行观察,并通过远程控制主机对检测参数进行设置。详细地,电气针108可以通过焊接的方式与控制转接板110进行连接。另外,电气针108还可通过电缆电连接于光电检测系统、露点制冷系统。

其中,所述散热系统包括散热座109、散热尾盖112。

具体地,散热座109大体呈圆柱状。散热座109的上表面与所述露点制冷系统的制冷结构107的散热面连接,以便将所述散热面所产生的热量通过散热座109散发出去。具体地,为了便于散热,散热座109可以由金属材料构成。如图4所示,详细地,散热座109下端部设有腔体1091。

具体地,所述散热尾盖112上由下往上依次安装有航空接头111、控制转接板110,且航空接头111与控制转接板110连接。详细地,散热尾盖112安装于散热座109的下端部,散热尾盖112可以通过螺纹的方式连接于散热座109。

当散热尾盖112与散热座109完成安装,航空接头111、控制转接板110均位于所述腔体1091内。详细地,所述航空接头111还可连接于电气针108。详细地,电气针108插装于所述腔体1091内且电连接所述控制转接板110,所述电气针108与所述散热座109绝缘连接。电气针108可以由散热座109上端向下插装至所述腔体1091。

其中,为了防止水蒸气和空气进入对露点检测器内部电路和元器件造成损坏、避免有毒气体通过腔体1091泄露到外界、避免电气针108和散热座109导电、避免电气针108和控制转接板110之间连接产生错位,本申请实施例在腔体1091内填充有密封剂。所述密封剂可以为胶水,详细地,灌胶于所述腔体1091内,胶水密封所述腔体1091。

在一个申请实施例中,为避免电气针108和散热座109导电,可以在所述腔体1091内壁设置绝缘垫,所述绝缘垫可以为橡胶垫。

在一个申请实施例中,可以通过玻璃烧结工艺固定电气针108和控制转接板110。

在一个申请实施例中,可以通过玻璃烧结工艺实现电气针108和散热座109之间密封耐气体压力。

所述露点检测器的具体工作过程为:作业环境中的水蒸气通过检测腔时掠过结露结构103的上表面。当结露结构103的上表面的温度高于该气体的露点温度时,结露结构103的上表面呈干燥状态。此时,在控制系统的控制下,光电检测装置101通过转接控制板110和航空接头111发射信号至远程控制主机,并接收来自远程控制主机的反馈信号,所述反馈信号再经控制回路比较、放大后,使驱动制冷结构107进行制冷。当结露结构103的上表面的温度降至气体的露点温度以下时,结露结构103的上表面开始结露,形成冷凝物,这时光电检测装置101继续通过转接控制板110和航空接头111发射信号至远程控制主机,并接收来自远程控制主机的反馈信号,根据反馈信号的变化,再将所述反馈信号经控制回路比较、放大后调节制冷结构107激励电流,改变制冷结构107的制冷功率,使结露结构103的上表面的温度保持在气体的露点温度上。此时,通过测温计106,可以检测出结露结构103的温度,从而获得气体中的湿度。

显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例,而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

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