一种光谱仪的低温恒温设备的制作方法

本发明涉及光谱仪低温控制，具体而言，涉及一种光谱仪的低温恒温设备。

背景技术：

1、光谱仪(spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。

2、光谱测量作为定性、定量的科学分析方法，以其测量精度高、响应速度快的优势成为各种检测监测研究中的重要技术手段，但在实际应用中样品气体的压强和温度变化会对测量结果产生严重的影响。

3、因此，如何通过精确调整光谱仪的温度控制保证光谱仪的最佳检测温度，以提高光谱测量精度成为技术发展的新趋势。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种光谱仪的低温恒温设备，主要是为了解决如何通过精确调整光谱仪的温度控制保证光谱仪的最佳检测温度，以提高光谱测量精度的问题。

2、本发明提出了一种光谱仪的低温恒温设备，包括：

3、恒温箱和控制单元，所述恒温箱包括：

4、壳体，所述壳体内部为密闭的真空腔；

5、温控组件，包括：

6、加热片，其设置于所述真空腔内，所述加热片与所述控制单元电连接；

7、制冷片，其设置于所述真空腔内，所述制冷片与所述控制单元电连接；

8、温度传感器，其设置于所述真空腔内用于检测实时温度，所述温度传感器与所述控制单元电连接；

9、温湿度传感器，其设置于所述壳体的外侧壁上用于检测环境相对湿度和环境温度，所述温湿度传感器与所述控制单元电连接；

10、薄膜电容真空计，其设置于所述真空腔内用于检测实时压力，所述薄膜电容真空计与所述控制单元电连接；

11、所述控制单元包括：

12、信息采集模块，用于获取所述温度传感器、温湿度传感器、薄膜电容真空计的检测数据、所述光谱仪的最佳检测数据、所述光谱仪待检测物品的标准处理数据；

13、制冷模块，用于根据所述信息采集模块获取的所述待检测物品的标准处理数据确定标准制冷温度a，根据所述标准制冷温度a控制所述制冷片进行低温制冷；

14、调整模块，用于根据所述信息采集单元获取的所述检测数据确定结露点温度，根据所述结露点温度判断是否需要调整所述标准制冷温度a，当判断结果为不需要调整时则根据所述标准制冷温度a控制所述制冷片进行低温制冷，当判断结果为需要调整时则根据调整后得到的最终制冷温度b控制所述制冷片进行低温制冷；

15、加热模块，用于在所述调整模块控制所述制冷片进行低温制冷后，预设制冷时长，在所述制冷时长内根据所述信息采集单元获取的所述检测数据确定加热系数，根据所述加热系数判断是否需要开启所述加热片进行双向控制。

16、在本技术的一些实施例中，所述检测数据包括真空腔实时温度、环境实时温度、环境相对湿度、真空腔实时压力；所述最佳检测数据包括：光谱仪最高检测温度、光谱仪最低检测温度；所述标准处理数据包括：标准制冷温度a。

17、在本技术的一些实施例中，所述调整模块用于根据所述信息采集单元获取的所述检测数据确定结露点温度，根据所述结露点温度判断是否需要调整所述标准制冷温度a，包括：

18、获取所述温湿度传感器检测的所述环境相对湿度和环境实时温度，根据所述环境相对湿度和环境实时温度确定结露点温度c；

19、当c≥a时，所述调整模块判断所述标准制冷温度a需要调整；

20、当c＜a时，所述调整模块判断所述标准制冷温度a不需要调整。

21、在本技术的一些实施例中，当c≥a，所述调整模块判断所述标准制冷温度a需要调整时，包括：

22、获取光谱仪最高检测温度ta和光谱仪最低检测温度tb并作均值计算，得到光谱仪检测均温tc，t＝ta-tb，将所述光谱仪检测均温作为制冷调整温度tc；

23、当tc-tb≥c-a时，所述调整模块判断所述制冷调整温度tc需要进行二次调整；

24、当tc-tb＜c-a时，所述调整模块判断所述制冷调整温度tc不需要进行二次调整，则将所述制冷调整温度tc作为最终制冷温度b。

25、在本技术的一些实施例中，所述调整模块判断所述制冷调整温度tc需要进行二次调整时，包括：

26、预先设定第一温度差值t1、第二温度差值t2、第三温度差值t3、第四温度差值t4，且t1＞t2＞t3＞t4；预先设定第一预设调整系数t1、第二预设调整系数t2、第三预设调整系数t3、第四预设调整系数t4，且0.8＜t1＜t1＜0.9＜t3＜t4＜1；

27、当tc-c≥t1时，选定第一预设调整系数t1对所述制冷调整温度tc进行二次调整，二次调整后的制冷调整温度为tc*t1；

28、当t1＞tc-c≥t2时，选定第二预设调整系数t2对所述制冷调整温度tc进行二次调整，二次调整后的制冷调整温度为tc*t2；

29、当t2＞tc-c≥t3时，选定第三预设调整系数t3对所述制冷调整温度tc进行二次调整，二次调整后的制冷调整温度为tc*t3；

30、当t3＞tc-c≥t4时，选定第四预设调整系数t4对所述制冷调整温度tc进行二次调整，二次调整后的制冷调整温度为tc*t4；

31、在选定第i预设调整系数t i对所述制冷调整温度tc进行二次调整，i＝1，2，3，4，得到二次调整后的制冷调整温度tc*t i后，将二次调整后的制冷调整温度tc*t i作为最终制冷温度b。

32、在本技术的一些实施例中，所述加热模块在所述制冷时长内根据所述信息采集单元获取的所述检测数据确定加热系数，包括：

33、预先设定加热系数q，且q＝1；

34、获取所述制冷时长内的真空腔实时温度值均值d；

35、预先设定第一预设真空腔温度值d1、第二预设真空腔温度值d2、第三预设真空腔温度值d3、第四预设真空腔温度值d4，且b＝d1＞d2＞d3＞d4；预先设定第一预设调整系数d1、第二预设调整系数d2、第三预设调整系数d3、第四预设调整系数d4，且0.9＜d1＜1＜d2＜d3＜d4＜1.3；

36、当d2＜d≤d1时，选定第一预设调整系数d1对加热系数q进行调整，调整后的加热系数为q*d1；

37、当d3＜d≤d2时，选定第二预设调整系数d2对加热系数q进行调整，调整后的加热系数为q*d2；

38、当d4＜d≤d3时，选定第三预设调整系数d3对加热系数q进行调整，调整后的加热系数为q*d3；

39、当d≤d4时，选定第四预设调整系数d4对加热系数q进行调整，调整后的加热系数为q*d4。

40、在本技术的一些实施例中，所述加热模块在选定第i预设调整系数d i对加热系数q进行调整，i＝1，2，3，4，得到调整后的加热系数为q*d i后，还包括：

41、获取所述制冷时长开始与结束时的真空腔实时温度变化率v；

42、预先设定第一预设温度变化率v1、第二预设温度变化率v2、第三预设温度变化率v3、第四预设温度变化率v4，且v1＞v2＞v3＞v4；预先设定第一预设调整系数v1、第二预设调整系数v2、第三预设调整系数v3、第四预设调整系数v4，且1.1＞v1＞v2＞1＞v3＞v4＞0.9；

43、当v≥v1时，选定第一预设调整系数v1对调整后的加热系数q*d i进行二次调整，二次调整后的加热系数为q*d i*v1；

44、当v1＞v≥v2时，选定第二预设调整系数v2对调整后的加热系数q*d i进行二次调整，二次调整后的加热系数为q*d i*v2；

45、当v2＞v≥v3时，选定第三预设调整系数v3对调整后的加热系数q*d i进行二次调整，二次调整后的加热系数为q*d i*v3；

46、当v3＞v≥v4时，选定第四预设调整系数v4对调整后的加热系数q*d i进行二次调整，二次调整后的加热系数为q*d i*v4。

47、在本技术的一些实施例中，所述加热模块在选定第i预设调整系数v i对调整后的加热系数q*d i进行二次调整，i＝1，2，3，4，得到二次调整后的加热系数为q*d i*v i后，还包括：

48、将二次调整后的加热系数q*d i*v i作为初始加热系数qa；

49、获取所述制冷时长开始与结束时的真空腔实时压力变化率p；

50、预先设定第一预设压力变化率p1、第二预设压力变化率p2、第三预设压力变化率p3、第四预设压力变化率p4，且p1＞p2＞p3＞p4；预先设定第一预设调整系数p1、第二预设调整系数p2、第三预设调整系数p3、第四预设调整系数p4，且1.1＞p1＞p2＞1＞p3＞p4＞0.9；

51、当p≥p1时，选定第一预设调整系数p1对初始加热系数qa进行调整，调整后的初始加热系数为qa*p1；

52、当p1＞p≥p2时，选定第二预设调整系数p2对初始加热系数qa进行调整，调整后的初始加热系数为qa*p2；

53、当p2＞p≥p3时，选定第三预设调整系数p3对初始加热系数qa进行调整，调整后的初始加热系数为qa*p3；

54、当p3＞p≥p4时，选定第四预设调整系数p4对初始加热系数qa进行调整，调整后的初始加热系数为qa*p4。

55、在本技术的一些实施例中，所述加热模块在选定第i预设调整系数p i对初始加热系数qa进行调整，i＝1，2，3，4，得到调整后的初始加热系数为qa*pi后，还包括：

56、将调整后的初始加热系数qa*p i作为最终加热系数qb；

57、当qb＞1时，所述加热模块判断需要开启所述加热片进行双向控制；

58、当qb≤1时，所述加热模块判断不需要开启所述加热片进行双向控制。

59、在本技术的一些实施例中，所述加热模块判断需要开启所述加热片进行双向控制时，包括：

60、获取所述制冷时长结束时的真空腔实时温度值x；

61、根据所述制冷时长结束时的真空腔实时温度值x与最终制冷温度b作均值计算，得到温度均值xa，xa＝(x+b)/2；

62、所述加热模块根据所述温度均值xa控制所述加热片进行加热。

63、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：本发明首先通过信息采集模块获取检测数据、光谱仪的最佳检测数据和光谱仪待检测物品的标准处理数据，通过制冷模块根据标准处理数据确定待检测物品的标准制冷温度a，根据标准制冷温度控制制冷片进行低温制冷，同时通过调整模块根据检测数据确定结露点温度，并根据所述结露点温度判断是否需要调整所述标准制冷温度a，在保证光谱仪低温检测环境的同时，避免光谱仪检测温度过低使得待测物品结露降低光谱测量精确度，进一步地，还通过加热模块在制冷时长内根据信息采集单元获取的检测数据确定加热系数，根据加热系数判断是否需要开启所述加热片进行双向控制，通过加热模块与制冷模块的双向控制保证光谱仪在检测过程中温度变化处于标准范围，避免因为温度变化导致压强变化，进而影响光谱测量的准确性。