[发明专利]自适应温度控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于同时控制加热元件的温度并监控其温度的装置。具体地，所述装置涉及控制用在包括色谱柱、检测器和其它组件的加热的色谱分析中加热元件的温度，不过它可以用在期望在一温度范围内精确加热的任何系统中。

背景技术

公开有一种与任意导电材料一起使用的自适应温度控制器。经常需要将测量设备的部分或其它物体保持在高于环境温度。在现有技术中这是用各种温度控制器实现的。众所周知要提供容易控制的热源。最常用的热是由导电元件传递的。在现有技术中，这类导电元件的温度是由单独的装置常常是电阻温度检测器（RTD）监控的。然而，这需要多个部件，这类设备占用的空间、这类设备的重量及其成本增大。此外，这类系统经常不能产生快速温度变化。而且，设备的加热是不均匀的，常常不够快。

因此，期望对具有较少部件的温度控制器的改进，其可能会降低重量、空间和成本，提供均匀的加热，能够快速加热和冷却。

发明内容

本文公开的自适应温度控制器包括温度传感器、用于测量电阻的装置，导电材料和电源。在操作中，所述控制器确定在一个或更多个预定温度下导电材料的电阻，并能够确定在一温度范围内的其它温度下导电材料的相应电阻，并施加获得这些电阻需要的电压或电流。通过使用温度传感器或者通过基于环境气温通过近似可确定导电材料的预定（校准）温度。结果，电压或功率可即时改变以产生对材料温度的近似无限控制。

结合附图，在参考下文对本发明的详细描述之后，更容易理解本发明的前述及其它目的、特征和优点。

附图说明

所以，获得所描述的本发明的特征、优点和目的以及很显然的其它方面的方式可被详细理解，上文简单概括的本发明的更具体描述可以通过参考在附图中图解说明的其实施例来进行，附图形成本说明书的一部分。但是，应注意的是，附图只图解说明本发明的典型实施例，因此不认为是限制本发明的范围，因为本发明还允许有其它等同的有效实施例。

图1a描述现有技术的一个实施例的横截面图。

图1b描述现有技术的另一个实施例的横截面图。

图2a描述通过自适应温度控制器的组件的直接加热。

图2b描述通过由自适应温度控制器控制的直接加热而被加热的组件。

图3a描述通过自适应温度控制器的组件的间接加热。

图3b描述通过由自适应温度控制器控制的间接加热而被加热的组件。

图4描述组件101的加热，其中加热是通过自适应温度控制器经由由微控制器/微处理器控制的脉冲宽度调制开关电源控制的。

图5描述组件101的加热，其中加热和冷却是由自适应温度控制器控制的。

图6描述组件101的加热，其中加热是由包括计算机接口的自适应温度控制器控制的。

图7描述用于校正带导电材料的自适应温度控制器的各步骤的一个实施例的流程图。

图8描述用于校正带导电材料的自适应温度控制器的各步骤的一个可替代实施例的流程图。

图9描述所述系统的一个实施例。

具体实施方式

如图1a和图1b所示，在已知的温度控制器中，导电元件250和传感器251被设置在邻近系统300的元件301或在其周围，以分别加热、监控元件301的温度。众所周知，要提供容易控制的热源。最通常的是热由导电元件250传递，随后散发给元件301。导电元件250可设置在邻近元件301（图1a）或其周围（图1b）。在现有技术中，导电元件250的温度是由单独的传感器251常常是RTD监控的。这需要有多个部件，增大了这类设备占用的空间、这类设备的重量及其成本。

导电材料50可以用来直接或间接地加热系统100的组件101，诸如在色谱分析情况下的检测器或柱。在色谱分析情况下，组件101可以是色谱系统100的色谱柱102，其包括分析物注入器103和检测器104。在直接加热中，如图2a所示，系统100的组件101、柱至少部分由图2b的横截面图所示的导电材料50组成。在间接加热中，如图3a所示，系统100的组件101被导电材料50接触，如图3b的横截面所示。在间接加热中，被接触或围绕的组件101可以是检测器、柱或其它装置。在图3a中，组件101还是柱。导电材料50将元件加热到的温度、加热速率和在任何温度下的加热持续时间是由自适应温度控制器10控制的。在替代实施例中，自适应温度控制器可以与其中需要在一个范围内精确控制温度的任何系统结合使用。