本發(fā)明屬于離子色譜領(lǐng)域，尤其涉及一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在離子色譜分析中，色譜儀作為離子色譜系統(tǒng)的核心部件，其溫度直接影響到樣品分離的效果。柱溫箱是色譜儀中的重要部件，其腔體溫度是該儀器檢定的重要指標(biāo)，對于提高色譜柱的柱效，改善色譜峰的分離度，保證分析樣品結(jié)果的重復(fù)性等方面具有不可忽視的作用。需要說明的是腔體的溫度是由熱源通過熱傳遞實(shí)現(xiàn)的，熱源溫度可以通過如調(diào)整電流的方式精確得到，但腔體溫度變化不是瞬時(shí)完成的，需要經(jīng)過很長時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)態(tài)（溫度基本不再變化）。

2、目前，為了使柱溫箱腔體內(nèi)的溫度達(dá)到需要的溫度值，通常采用的方式是先設(shè)置一個(gè)初始熱源溫度，然后等待數(shù)小時(shí)，直到腔體溫度穩(wěn)定后，利用腔體內(nèi)溫度傳感器檢測得到此時(shí)腔體實(shí)測溫度值。若腔體溫度未達(dá)到需要的溫度值，則調(diào)整熱源的溫度，并再次經(jīng)過長時(shí)間等待，直到溫度穩(wěn)定，然后利用腔體內(nèi)溫度傳感器檢測得到此時(shí)腔體實(shí)測溫度值，經(jīng)比較后重復(fù)上述步驟，直到腔體實(shí)測溫度值與腔體需要的溫度值相等為止，由于每次調(diào)整之后都需要長時(shí)間的等待才能進(jìn)行下一次調(diào)整，這不僅耗時(shí)，而且大大降低了工作效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法，，包括以下步驟：

2、步驟s1，基于牛頓冷卻定律，構(gòu)建加熱過程中的柱溫箱腔體的溫度變化模型：；

3、其中，為腔體溫度隨時(shí)間變化的值，為腔體最終達(dá)到的溫度值；c為常量，與初始溫度和系統(tǒng)本身有關(guān)，k為熱交換系數(shù)；

4、步驟s2，已知腔體需要的溫度值為，設(shè)置柱溫箱中熱源初始溫度為，熱源開始加熱后，選取三個(gè)時(shí)間點(diǎn)t1，t2，t3，且，并記錄這三個(gè)時(shí)刻柱溫箱內(nèi)溫度傳感器分別對應(yīng)的腔體溫度t1、t2、t3，得到各時(shí)刻對應(yīng)的s1中的溫度模型：，，；

5、步驟s3，對步驟s2中所得t1、t2、t3三個(gè)時(shí)刻的腔體溫度值t1、t2、t3模型公式聯(lián)立并取對數(shù)運(yùn)算：，，得到；

6、步驟s4，根據(jù)步驟s2和s3，計(jì)算得到腔體溫度最終值的預(yù)測模型：；

7、步驟s5，穩(wěn)態(tài)下的平衡狀態(tài)方程1：，其為第一穩(wěn)態(tài)；

8、方程2：，其中=，其為第二穩(wěn)態(tài)；從時(shí)序上看，第一穩(wěn)態(tài)在前，熱源溫度調(diào)節(jié)后，再由第一穩(wěn)態(tài)發(fā)展至第二穩(wěn)態(tài)，建立第一穩(wěn)態(tài)時(shí)控制熱源使其溫度=，如此

9、其中，是腔體與環(huán)境之間的熱交換系數(shù)，是熱源與腔體之間的熱交換系數(shù)，是溫度傳感器在熱源的溫度=情況下測得的環(huán)境溫度，是熱源溫度等于時(shí)根據(jù)步驟s4中的預(yù)測模型得到的腔體溫度，是溫度傳感器在熱源的溫度=情況下測得的環(huán)境溫度，是腔體最終溫度等于時(shí)需要的熱源溫度；

10、步驟s6，根據(jù)s5得到熱源溫度后，直接將熱源溫度由此時(shí)的調(diào)整至即可完成調(diào)節(jié)，無需反復(fù)調(diào)節(jié)熱源溫度。

11、本發(fā)明還公開了一種離子色譜儀，包括柱溫箱、熱源和至少兩個(gè)溫度傳感器，所述柱溫箱的腔體溫度使用本發(fā)明公開的一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法進(jìn)行調(diào)整，其中一個(gè)溫度傳感器用于檢測柱溫箱腔體的溫度，一個(gè)溫度傳感器用于檢測環(huán)境溫度。

12、在上述方案的基礎(chǔ)上，所述熱源為可吸熱、放熱的半導(dǎo)體制冷片。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

14、縮短了溫度控制系統(tǒng)所需要的時(shí)間，減少了調(diào)節(jié)所等待的時(shí)間，并且直接調(diào)整熱源溫度，使腔體溫度快速達(dá)到所需溫度值，提高了系統(tǒng)響應(yīng)速度，降低了能耗，提高了工作效率，可以通過一次調(diào)整即可完成作業(yè)，而無需反復(fù)的調(diào)整。

技術(shù)特征：

1.一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.一種離子色譜儀，其特征在于，包括柱溫箱、熱源和至少兩個(gè)溫度傳感器，所述柱溫箱的腔體溫度使用權(quán)利要求1所述的一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法進(jìn)行調(diào)整，其中一個(gè)溫度傳感器用于檢測柱溫箱腔體的溫度，一個(gè)溫度傳感器用于檢測環(huán)境溫度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離子色譜儀，其特征在于，所述熱源為可吸熱、放熱的半導(dǎo)體制冷片。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于離子色譜領(lǐng)域，具體涉及一種離子色譜儀柱溫箱的溫度調(diào)節(jié)方法及裝置，首先，基于牛頓冷卻定律構(gòu)建溫度變化模型；柱溫箱中熱源開始加熱后，選取三個(gè)時(shí)間點(diǎn)t<subgt;1</subgt;，t<subgt;2</subgt;，t<subgt;3</subgt;，使t<subgt;3</subgt;?t<subgt;2</subgt;=t<subgt;2</subgt;?t<subgt;1</subgt;，并記錄這三個(gè)時(shí)刻柱溫箱內(nèi)溫度傳感器分別對應(yīng)的腔體溫度T<subgt;1</subgt;、T<subgt;2</subgt;、T<subgt;3</subgt;，構(gòu)建各時(shí)刻對應(yīng)的溫度模型；對t<subgt;1</subgt;、t<subgt;2</subgt;、t<subgt;3</subgt;三個(gè)時(shí)刻的腔體溫度值T<subgt;1</subgt;、T<subgt;2</subgt;、T<subgt;3</subgt;模型公式取對數(shù)并進(jìn)行計(jì)算得到腔體溫度最終值T<subgt;終值</subgt;的預(yù)測模型；建立平衡狀態(tài)方程，根據(jù)計(jì)算的熱源溫度直接調(diào)整熱源。該方法減少了調(diào)節(jié)后所等待的時(shí)間，縮短了溫度控制系統(tǒng)所需要的時(shí)間；并且直接得到加熱體需要設(shè)置的溫度，可以通過一次調(diào)整即可完成作業(yè)，無需反復(fù)的調(diào)整，從而降低能耗，提高工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：劉利仁,李力,楊菡,邢歧歧,房映彤,劉權(quán)衛(wèi),胡彥濤,丁春鋮,張厚志,李建波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島盛瀚色譜技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15