[发明专利]一种基于超材料的户外式仪器仪表恒温系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种仪器仪表恒温系统，尤其涉及一种基于超材料的户外式仪器仪表恒温系统。

背景技术

仪器仪表大量应用于工控过程，为工艺流程提供数据支持和调控指导。大部分分析仪器取样点的样品温度都较低，往往需要对待测样品进行加热，但由于温度会影响样品的物性，为了保证分析测量的准确性以及仪器内部不至于超温，往往要求仪器仪表处于恒温环境中，此时又需要为分析仪器进行降温处理。

为了给分析仪器提供合适的工作温度，常见的方法是为仪器搭建分析小屋并配备空调，分析小屋造价昂贵、空调能耗高，且在某些防爆场合还对空调的防爆性能和取电用电有严格要求；此外还有一些自然散热控温的方法，给温控系统设定好温度后，继电器根据仪器内的实际温度控制加热器的开断，再通过搭建遮阳棚、在柜体开孔或安装风扇的方法进行散热，但这些方法受到环境因素的影响、控温效果有限，尤其在夏季中午，即便加热器停止工作，也容易因为环境温度过高和阳光直射而导致仪器内部超温，因此提供一种既经济又高效的散热技术，使之与加热器的工作效率达到平衡。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种既经济又高效的散热结构，使之与加热器的工作效率达到平衡的基于超材料的户外式仪器仪表恒温系统。

一种基于超材料的户外式仪器仪表恒温系统，其包括：

加热保温系统，所述加热保温系统包括温控仪、温度传感器及自动加热器，所述温度传感器连接温控仪并将感测到的温度传送给温控仪，所述温控仪内预设有系统温度值，所述温控仪根据感测到的温度和系统温度值的对比结果，控制自动加热器器；以及

超材料辐射散热系统，所述超材料辐射散热系统包括超材料辐射散热柜，所述温度传感器安装在超材料辐射散热柜内表面以采集柜内温度，所述超材料辐射散热柜具有反射性外壳，所述外壳覆盖一层纳米颗粒-塑料复合超材料透明降温薄膜，通过所述超材料透明降温薄膜将散热柜内的热量以热红外波的形式发散到外界。

进一步地，所述系统温度值包括加热温度值和散热温度值。

进一步地，所述加热保温系统还包括继电器，所述温控仪将采集的柜内温度与系统温度值对比，所述温控仪根据对比结果打开或关闭继电器，以启动或关闭自动加热器。

进一步地，所述自动加热器采用电伴热、翅片式加热器、列管式加热器或加热带。

进一步地，所述外壳是不锈钢外壳，所述不锈钢外壳表面经过电解抛光处理，使不锈钢外表面形成富铬层，所述柜体外表面经抛光形成镜面。

进一步地，所述不锈钢外壳的镜面是在8～14μm波段的黑度为0.24～0.31，所述不锈钢表面经过处理呈灰体状态，所述不锈钢外壳的镜面在黑度为0.24～0.31时的光吸收率为0.25，所述不锈钢外壳表面以反射的方式将热量传输到外界，进行反射散热。

进一步地，所述纳米颗粒-塑料复合超材料透明降温薄膜为复合物，所述纳米颗粒-塑料复合超材料透明降温薄膜的透光率接近于1且保持恒定。

进一步地，所述纳米颗粒为粒径8～10μm的SiO₂颗粒，所述8～10μm的SiO₂颗粒用于将超材料辐射散热柜内的热量以8～14μm热红外波的方式散发到外界，进行单方向辐射散热。

进一步地，所述纳米颗粒-塑料复合超材料,所述纳米颗粒-塑料复合超材料中的塑料复合超材料为TPX薄膜，所述TPX薄膜材质为聚4-甲基戊烯-1单体4-甲基戊烯-本色聚4-甲基戊烯-1，所述TPX薄膜是结晶透明的透射性聚合物薄膜。

进一步地，所述加热保温系统和超材料辐射散热系统控制相连，在所述超材料辐射散热柜低于外界环境温度时，所述加热保温系统启动加热，在所述超材料辐射散热柜高于外界环境温度时，所述加热保温系统停止加热，通过所述纳米颗粒-塑料复合超材料透明降温薄膜进行辐射散热以及通过反射性外壳反射太阳光，通过所述超材料辐射散热柜加热和散热使柜内温度保持恒定。

上述基于超材料的户外式仪器仪表恒温系统结合了加热保温系统和超材料辐射散热系统，当环境温度较高时，通过纳米颗粒-塑料复合超材料中的纳米颗粒进行辐射散热能够实现高效无耗能的辐射散热，同时通过反射性外壳反射太阳光，使散热柜主动降温；在系统温度低于预设值时，通过加热保温系统进行加热到所需温度。因此，通过加热保温系统和超材料辐射散热系统相互配合，使得加热和散热更快达到平衡，为分析仪器的正常工作提供恒温环境。

附图说明

图1是本发明实施例的户外式仪器仪表恒温系统的结构示意图。

图2是本发明实施例的分析仪器柜与周围空气之间的辐射换热过程。