专利名称：一种基于斯特林低温制冷机的冷镜式露点仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种工业气体的露点检测装置，具体是以一种采用小型斯特林制冷机 为冷源，并以制冷机冷头为检测镜面，以光学检测为技术手段的高精度检测装置。技术背景
传统冷镜式露点仪长期以来必须依靠液氮、高压气体节流制冷、半导体冷却以及 混合工质制冷机作为冷源。液氮容器体积较大，安装受局限，测量过程液氮消耗快，制冷速 度难以控制，造成露点仪检测精度、检测效率较低，而且在某些工业场合不易获得；高压气 体节流制冷体积大、使用时间短；半导体制冷效率低，制冷温度低时功耗大、体积大以及重 量重；混合工质制冷体积与重量大，制冷温度低时效率低。上述原因导致冷镜式露点仪的应 用范围受到很大限制。采用小型、微型斯特林低温制冷机为冷源，可以避免上述各种制冷方 式的缺陷，在系统控制下制冷机逐步降温，与气路、光路等协同完成整个测量过程中的信号 检测与高速精确露点锁定。
发明目的
本发明针对上述技术中传统冷镜式露点仪精度低、功耗高、应用范围受限等不足， 提出了一种基于斯特林低温制冷机的冷镜式露点仪。该露点仪以小型斯特林制冷机为冷 源，减小了设备体积，免除了液氮等低温液体的使用，拓展了露点仪在多种不同工业场合 (例如沙漠地区)的应用；效率高，可根据不同工况需求调速降温，提高检测精度、及检测效 率；以制冷机的冷头直接作为检测镜面，避免传统露点仪的冷头和镜面之间的热传导延迟 造成的误差，检测精度达到±0.1°C;体积小，重量仅有几公斤，安装方便；能耗低，测试样机 功耗低于50瓦。
实现本发明的技术方案如下
该露点仪以小型斯特林制冷机为冷源，避免其他冷源的缺陷。
图1是本发明的结构示意图中主要部件1.控制系统，2.光路输入通道，3.光路输出通道(内置传感器)，4.气路输入通道，5.气路输出通道，7.斯特林制冷机，6.检测镜面(斯特林制冷机冷头)， 8.斯特林制冷机智能电源具体实施方式
该露点仪是由I控制系统、(2,3)光路通道、(4,5)气路通道、6检测镜面、7斯特林 制冷机、8斯特林制冷机智能电源等主要部分组成，在露点仪控制系统的控制下合作完成整 个测量过程中的信号检测、制冷控温、露点值显示并锁定。
主要工作原理
光路、气路聚焦于6检测镜面。平行光线束经2光线输入通道射向检测镜面，经镜 面平行反射回3光路输出通道，光路输出通道中的传感器采集光线强度并以设定好的频率发送给I控制系统；被检测气体经4气路输入通道，以一定压力和流速吹向检测镜面，由5 气路输出通道流出。
7斯特林制冷机在控制系统控制下，由8智能电源驱动开始制冷，当温度略低于露 点(气体中水蒸汽饱和时的温度)时，气体中饱和的水蒸汽就凝结成露水，附着在冷头镜面 上的露水使照射在检测镜面上的平行光线产生漫反射，光强度迅速变弱，控制系统根据获 得的光强度的变化，判定被测气体的“露点”温度值，显示并锁定该温度。
控制系统可通过制冷机智能电源，动态调整斯特林制冷机制冷量，从而精确捕捉 露点温度，提高检测精度，提高检测效率。
权利要求
1.基于斯特林制冷机的冷镜式露点仪是以小型斯特林制冷机为冷源、以制冷机冷头为检测镜面、以光学检测为技术手段的高精度工业气体露点检测装置，主要由气路、光路、斯特林制冷机、控制系统共四大部分组成，在系统的控制下合作完成整个测量过程中的信号检测、精确控温制冷、露点值显示并锁定。
2.根据权力要求I所述的基于斯特林低温制冷机的冷镜式露点仪，其特征在于以小型、微型斯特林制冷机为冷源，减小设备体积和重量，只需输入很小的电功率，就可以完成测量，免除了液氮等其他制冷方式的不足，拓展了露点仪的应用范围和场合。
3.根据权力要求I所述的基于斯特林低温制冷机的冷镜式露点仪，其特征在于通过精密加工工艺，将检测镜面直接置于制冷机的冷头或者和冷头一体化，避免传统露点仪的冷头和镜面之间的热传导延迟造成的误差。
4.根据权力要求I所述的基于斯特林低温制冷机的冷镜式露点仪，其特征在于以小型斯特林制冷机为冷源，可以动态调整制冷机提供给镜面的冷量，提高检测精度和效率，检测精度达到±0. 1°C。
全文摘要
本发明涉及一种工业气体的露点检测装置，具体是一种采用小型斯特林制冷机为冷源，并以制冷机冷头为检测镜面，以光学检测为技术手段的高精度检测装置。本发明涉及的露点检测装置，主要由气路、光路、斯特林制冷机、控制系统共四大部分组成，在系统的控制下合作完成整个测量过程中的信号检测、精确控温制冷、露点值显示并锁定。其特征在于以小型斯特林制冷机为冷源，检测镜面直接置于制冷机冷头或者一体化，通过控制系统，精确、高效测量工业气体的露点。本发明解决了传统露点仪体积大、检测精度差等实际应用问题。由于免除了液氮、高压节流气体制冷、半导体制冷机和混合工质制冷等方式在便利性、体积、功耗、重量方面的限制，大大拓展了冷镜式露点仪的使用场合和范围。
文档编号G01N21/49GK103018207SQ20121039611
公开日2013年4月3日 申请日期2012年10月18日 优先权日2012年10月18日
发明者梁文清, 刘向波, 姜涛 申请人:常州鸿源动力科技有限公司