[发明专利]一种恒温系统

说明书

本发明提供的恒温系统，包括箱体、气液相变蓄冷单元、温度控制单元；所述箱体包括壳体及内胆；所述气液相变蓄冷单元包括液浴层及气浴层，所述液浴层与所述内胆形成的空间内设置有液浴工质；所述温度控制单元包括加热模块、制冷模块、压力采集模块、搅拌模块以及控制模块，所述加热模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行加热，所述制冷模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行制冷，所述搅拌模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行搅拌，所述压力采集模块用于采集所述气浴层内的气相压力信号，所述控制模块用于获取气相压力信号，并根据所述气相压力信号控制压力波动实现恒温，相较于以温度值为参考信号控温精度更高。

技术领域

本发明涉及温控技术领域，尤其涉及一种高精度的恒温系统。

背景技术

受控恒温环境广泛用于石油、化工、电子仪表、物理、化学、生物工程、医药卫生、生命科学、轻工食品、物性测试及化学分析等领域，提供一个热冷受控、温度空间均匀度及时间波动满足要求的场源，温度的均匀程度严重影响受测物理量的准确程度，尤其是在计量领域。

从实现恒温的条件来说，必备2个条件：一是要有较为稳定的冷源和热源，在室温区以下，冷源可以为各种制冷方式，根据温区不同多采用如蒸汽压缩式制冷、半导体制冷、斯特林制冷、液氮制冷、流体载冷等制冷手段，在室温区以上，冷源还可以为空气或冷却水，而热源一般采用电加热或半导体制热等手段；二是要有适合的控温策略，即合理调配热量和冷量，使其在温控点平衡，现多采用PID程序控制。一般而言，冷源及热源温度越稳定，精确的温度控制越容易实现。

通过对其它与温度相关的物理量的控制间接实现温度控制也是一种实现方式，以流体为例，安妥因方程可精确地描述饱和液体的温度-压力关系，其方程形式如下：

A、B、C是与流体相关的常数，p为压力，T为流体的开尔文温度，对该式微分可得：

对于变化微小的压力Δp及温度ΔT，可代替微分量：

以p＝100kPa,Δp＝0.05kPa,为例，可得：

对于沸点近室温区(300K)的物质而言，参数B大致在[1000,1500]范围内，参数C大致在[200,230]范围内，如异戊烷(沸点300.98K)的B和C分别为1040.73，235.445，带入下式可得，

因此，通过控制压力的波动，可以实现温度的控制，且较大水平的压力波动可实现更小水平的温度波动。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的恒温系统温度波动大、控温速度慢的缺陷，提供一种控温精度更高的恒温系统。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种恒温系统，包括：箱体、设置于所述箱体内的气液相变蓄冷单元以及温度控制单元；其中：

所述箱体包括壳体以及设置于所述壳体内的内胆；

所述气液相变蓄冷单元包括液浴层及由所述液浴层与所述壳体形成的气浴层，所述液浴层与所述内胆形成的空间内设置有液浴工质；

所述温度控制单元包括加热模块、制冷模块、压力采集模块、搅拌模块以及控制模块，所述加热模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行加热，所述制冷模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行制冷，所述搅拌模块用于对所述液浴层内的液浴工质进行搅拌，所述压力采集模块用于采集所述气浴层内的气相压力信号，所述控制模块用于获取气相压力信号，并根据所述气相压力信号控制压力波动实现恒温。