基于TEC和PID的恒溫控制系統

劉麗飛，呂衛星，武 超，任 英

(中國原子能科學研究院，北京 102413)

0 引言

量熱法是放射性核素質量計量最有效的無損分析(NDA，non-destructive assay)方法之一[1-3]。基于穩態的量熱系統達到熱平衡后，環境溫度波動會破壞熱平衡，影響測量結果[4]，因而對環境恒溫要求較為嚴格。國內外量熱系統大多通過恒溫層減小溫度波動，溫度檢測和控制的準確性將直接影響測量的穩定性和準確性，測試環境溫度控制已成為量熱測量的必要關鍵技術之一。

目前為止，對于量熱系統測量環境的穩定措施主要體現在以下幾個方面：1)控制所處環境室溫；2)降低環境氣流波動；3)引入恒溫系統。系統所處室內環境的穩定性是系統溫度穩定性的前提與保障，但并非穩定量熱系統溫度的充分措施，因而多數基于穩態熱平衡的量熱系統引入了恒溫系統，作為測量過程穩定系統溫度的直接有效措施。恒溫系統有兩種基本的作用思路：1)被動式恒溫，通過在量熱計核心測量部件外圍設置恒溫體，恒溫體由高熱容、高導熱材料形成，且具備足夠質量，可有效吸收因溫度和氣流而來的環境波動，具備較強的緩沖作用，將測試系統與不穩定環境隔離。該方法主要依賴恒溫體的固有屬性進行被動式阻隔，恒溫效果主要取決于恒溫體規格選擇的合理性以及環境溫度的波動程度，設計成型后，精度控制余地較小。系統測試溫度主要取決于環境溫度，僅能做到穩定，但無法控制穩定的數值；2)主動式恒溫，在引入恒溫介質的同時，對恒溫介質的溫度進行管控。……