[发明专利]一种色谱柱温度控制系统及方法

说明书

本发明公开一种色谱柱温度控制系统及方法，该系统包括陶瓷发热片、温度测量元件、主控板、驱动电路、功率器件以及电源；所述温度测量元件与主控板连接，用于检测色谱柱温度，并将检测结果反馈给主控板；所述主控板与驱动电路连接，用于计算控制量并输出至驱动电路；所述驱动电路与功率器件连接，用于根据收到的控制量，控制功率器件通断动作，通过功率器件开关电源控制陶瓷发热片的发热量。本发明采用陶瓷发热片和分离器件搭建的驱动结构，去掉了不必要的散热和滤波模块，结构简单，成本低；根据陶瓷发热片良好的温度‑阻抗线性关系，在温度反馈控制的基础上，加入了电流反馈控制，提高了控制精度和抗干扰能力，色谱柱温度得到了有效控制。

技术领域

本发明涉及高压液相色谱分析领域，尤其涉及一种色谱柱温度控制系统及方法。

背景技术

高压液相色谱分析法是色谱法的一个重要分支，以液体为流动相，使用高压送样系统，将样本液体及缓冲液送入色谱柱。在色谱柱中，液体中的不同组分被分离，流入检测器中，经过光电转换，各组分数值被转换为电信号，同时将电信号记录储存，形成波形图谱，从而实现对样本的分析。

在样本分析中，环境温度会对测试结果形成影响，如果温度波动过大，测试的准确性，一致性都会受到较大影响。因此色谱柱温度控制是高压液相分析中的一个重要环节。现有产品一般配置有柱温箱对分析柱温度进行控制，所用的控温系统是基于TEC半导器件进行设计。但是，由于TEC半导体自身特性，必须配置额外滤波电路、散热模块，而且该器件成本高，易损坏，不适用于只需单向温控的色谱分析系统。

发明内容

本发明的目的在于通过一种色谱柱温度控制系统及方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种色谱柱温度控制系统，该系统包括：陶瓷发热片、温度测量元件、主控板、驱动电路、功率器件以及电源；所述陶瓷发热片用于为色谱柱加热；所述温度测量元件与主控板连接，用于检测色谱柱温度，并将检测结果反馈给主控板；所述主控板与驱动电路连接，用于根据温度测量元件反馈的温度数据，计算控制量并输出至驱动电路；所述驱动电路与功率器件连接，用于根据收到的所述控制量，控制功率器件通断动作；所述功率器件的一端连接陶瓷发热片，另一端连接电源，用于通过功率器件开关电源控制陶瓷发热片的发热量。

特别地，所述色谱柱温度控制系统还包括电流测量元件，所述电流测量元件与主控板连接，用于检测陶瓷发热片实时电流，并将检测结果反馈给主控板。

特别地，所述主控板具体用于根据温度测量元件、电流测量元件反馈的数据计算控制量并输出至驱动电路，从而实现陶瓷发热片的发热量的控制。

特别地，所述主控板还与上位机连接，用于接收上位机发出的温控指令。

特别地，所述主控板采用MCU主控板，通过RS232与上位机通信。

特别地，所述色谱柱温度控制系统还包括温控箱，所述温控箱用于放置色谱柱。

基于上述色谱柱温度控制系统，本发明还提供了一种色谱柱温度控制方法，该方法包括如下步骤：

S101、起始时色谱柱温度控制系统处于待机状态，等待上位机指令；

S102、上位机发出温控指令后，色谱柱温度控制系统转为工作状态，主控板通过温度测量元件和电流测量元件测量电流值和温度值并进行滤波处理；

S103、主控板得到处理后的温度和电流值后，开始计算温度差值、温度累积差值、温度差值梯度、电流差值梯度；

S104、主控板计算完成后，加权处理各计算值，向驱动电路输出占空比信号，进而驱动电路控制功率器件通断动作，通过功率器件开关电源控制陶瓷发热片的发热量，从而完成色谱柱温度控制；同时主控板记录本次各计算值，待执行步骤S103时使用；