CN108170184A - 一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,属于计量测试技术领域。该恒温箱区别与传统温度恒温箱,介于传统恒温箱的一体式结构存在压缩机振动和噪声问题,无法满足精密微压测量的要求,采用外部循环冷却恒温槽,该恒温槽控温均匀性0.01℃,控温波动度0.01℃/10min,通过恒温槽自身泵体及保温管路使冷却介质从槽体进入到恒温箱内部双层换热紫铜盘管中循环,箱体内在左下角与右上角布置了风扇,通过该两处风扇使箱体内的空气进行强迫对流循环,进行充分的热交换,达到箱体内的气体温度均匀,当温度波动度满足要求后即可开展针对特定温度条件下的压力测量与校准工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,属于计量测试技术领域。
背景技术
微压测量校准领域对温度参数的要求很高,一般要求温度范围(15~30)℃,温度均匀性0.1℃,温度波动性0.1℃/24h,另外还要考虑设备振动、噪声对压力测量的影响,尽可能减小振动和噪声。传统的温度试验箱在上述两个方面均不能满足,首先温度参数指标均达不到上述要求,其次传统温度试验箱都是一体式结构,制冷用的压缩机在箱体下侧势必会带来对箱体的振动及噪声影响。
目前微压测量大都是在恒温实验室内进行,采用中央空调或单独的空调进行温度控制,温度条件一般在(20±1)℃,即室内温度波动±1℃;而市面上常见的温度试验箱其温度均匀性及温度波动度也大都在(1~2)℃,上述环境条件对微压测量或校准带来较大的不确定性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有温度试验箱无法满足需求的问题,提供一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的:
一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,由恒温箱箱体和循环恒温槽组成:恒温箱箱体与循环恒温槽通过保温管路连接,通过对恒温槽水温调节,与箱体进行热交换,实现箱体内温度恒定均匀;
所述恒温箱箱体包括:内箱体、外箱体、紫铜盘管、保温层、风扇;
所述内箱体置于外箱体内部,并与外箱体保持距离;内箱体内侧壁上固定安装有紫铜盘管;内箱体外侧壁上安装有保温层;风扇固定安装在内箱体内;内箱体、外箱体顶部和侧壁上均开有门,且位置对应;顶部的门用于安放微压测试的相关传感器等;侧壁的门布置玻璃观察窗,用于观察箱体内部的测试仪器摆放位置是否正确。
所述风扇固定安装在内箱体的对角处,形成循环风,确保箱体的温度实现均匀;通过固定在内箱体顶部的旋转按钮能够实现对风扇风速大小的调节;
所述紫铜盘管材料为TU2无氧铜,盘管外径10mm,内径8mm;盘管间距为50mm,布管形式采用卧式“U型”管式结构,分布在恒温箱体的侧面与底面。
所述循环恒温槽由制冷压缩机、加热器、搅拌器、磁力水泵、保温材料、液体介质、槽体、控温传感器及控温仪等组成。循环恒温槽底部放置制冷压缩机,通过管路连接到上部的恒温槽槽体,槽体内部是液体介质、控温传感器和搅拌器,外部是保温材料,加热器通过外部的保温材料固定在槽体内部,磁力水泵与液体介质连接,固定在恒温槽槽体的侧壁上;控温传感器与面板上控温仪连接。
工作过程:根据温度恒温箱的温度要求进行外部循环恒温槽的温度设定,开启制冷及搅拌电机使槽体内温度均匀性达到0.01℃,待温度稳定(即温度波动度满足0.01℃/10min)后启动磁力水泵,设定流速,使冷却介质从槽体内沿保温循环管路进入到温度恒温箱的换热盘管中,从恒温箱盘管的出口回流到恒温槽循环管路入口,如此循环反复,并通过箱体内风速的调节,最终实现温度恒温箱内温度恒定均匀。
外循环式恒温槽主要由制冷压缩机、加热器、搅拌器、磁力水泵、保温材料、液体介质和温度控制装置组成;具有制冷、加热、液体搅拌和液体外循环功能;槽体自身的温度控制能够达到温度均匀性0.01℃,温度波动度0.01℃/10min,根据设定温度要求可以选用酒精或蒸馏水作为液体循环介质。
温度恒温箱在左侧面、右侧面、背面三面采用双层卧式“U”型盘管,材料选用紫铜,盘管外部有保温材料包裹;箱体上下面采用聚氨酯发泡实现较好的保温效果;正面设有开门,设计了双门,且每个门正面采用真空双层保温玻璃,既达到较好保温也能实现对箱体的物体进行观察;箱体的左下角和又上角安装微小风扇,箱体外有风速调节旋钮,根据内部的温度均匀性要求来设定风速大小;为了减小箱体受外界触碰的影响,在箱体底部采用了配重铁块底座,确保其放置稳定。
外部循环管路选用的管路材料自身导热系数较小同时再配有导热系数更小的保温材料包裹,整体保温效果好,尽可能减小液体沿途温度损失,循环管路长度大约1.5m,管路的前后端配有阀门,在设备不启动时关闭阀门,减少槽体的液体流动。
有益效果
本发明涉及的一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱结构简单、操作方便,箱体内部的温度范围、均匀性和波动度满足要求,振动和噪声小,非常适用于微压校准或测量。
1、实现了极小的温度均匀性和温度波动度优越参数性能。为了达到箱体内部的温度指标要求,采用的循环恒温槽其温度均匀性与波动度指标优于恒温箱箱体内指标要求的10倍,采用外部循环冷却的方式,将制冷介质通过循环管路引入到恒温箱箱体的紫铜盘管内进行热交换,该种方式基本可以达到箱体的技术参数要求。
2、极小的噪声及振动。通过外部循环的方式将箱体与恒温槽隔离,减小了振动和噪声的影响,满足微压校准的需求。另外在恒温箱箱体的底部采用了配重铁块底座,确保其放置稳定,也减小环境振动对微压校准或测量的影响。
3、便于测试传感器的安装操作和观察。顶盖的设计方便微压测量用传感器及相关仪器的安装,通过正面保温门的玻璃窗口,可实现对仪器安装情况的准确观察,便于及时调整仪器位置及姿态。
附图说明
图1是本发明涉及的温度恒温箱及循环恒温槽结构框图;
图2是本发明涉及的外部循环管路图。
其中,1-内箱体;2-外箱体;3-顶盖;4-保温层;5-风速调节旋钮;6-电源开关;7-保温外门;8-保温内门;9-风扇;10-紫铜盘管;11-底座;12-循环恒温槽;13-进水管路;14-回水管路。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明做以下详细描述。
实施例1
以产生温度20℃为例。
一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,如图1所示,由恒温箱箱体和循环恒温槽12组成:恒温箱箱体与循环恒温槽通过进水管路13和回水管路14连接,通过对恒温槽水温调节,与箱体进行热交换,实现箱体内温度恒定均匀,如图2所示;
所述恒温箱箱体包括:内箱体1、外箱体2、紫铜盘管10、保温层4和风扇9;
所述内箱体1置于外箱体2内部,底部固定安装在外箱体2底部,其他部分与外箱体2保持距离,外箱体2固定在底座11上;内箱体1内侧壁上固定安装有紫铜盘管10;内箱体1外侧壁上安装有保温层4;风扇9固定安装在内箱体1内;内箱体1、外箱体2顶部和侧壁上均开有门,且位置对应;所述箱体顶部的门均为顶盖3;顶盖3用于安放微压测试的相关传感器等;所述侧壁的门为保温外门7和保温内门8;保温外门7和保温内门8上布置玻璃观察窗,用于观察箱体内部的测试仪器摆放位置是否正确;外箱体2正面顶部右侧安装了风扇电源开关6。
所述风扇固定安装在内箱体1的对角处,形成循环风,确保箱体的温度实现均匀;通过固定在内箱体1顶部的风速调节旋钮5能够实现对风扇风速大小的调节;
所述紫铜盘管材料为TU2无氧铜,盘管外径10mm,内径8mm;盘管间距为50mm,布管形式采用卧式“U型”管式结构,分布在恒温箱体的侧面与底面;
循环恒温槽:由制冷压缩机、加热器、搅拌器、磁力水泵、保温材料、液体介质、槽体和控温传感器及控温仪等组成;循环恒温槽底部放置制冷压缩机,通过管路连接到上部的恒温槽槽体,槽体内部是液体介质、控温传感器和搅拌器,外部是保温材料,加热器通过外部的保温材料固定在槽体内部,磁力水泵与液体介质连接,固定在恒温槽槽体的侧壁上;控温传感器与面板上控温仪连接;
将温度循环恒温槽设置其温度控制器温度为20℃,启动槽体的制冷和搅拌功能,使其内部温度快速并均匀的达到20℃,待温度平衡后启动水泵按钮,并开启外部循环管路的阀门,确保循环通畅,循环启动液体介质从箱体内的盘管进行冷却和平衡后回到循环恒温槽内,完成一个循环,如此反复,直到内部温度完全达到20℃,由于管路长度会有沿途温度损失,有时需要将循环恒温槽温度设置偏低。
实际测试表明,循环恒温槽在温度设置完成1个小时后实现温度均匀性达到0.007℃,温度波动度达到0.004℃/10min,启动液体介质循环2小时后对恒温箱内体进行24h测试,温度均匀性达到0.07℃,温度波动度0.08℃/24h,优于设计0.1℃温度均匀性和0.1℃/24h的温度波动度指标。
以上所述的具体描述,对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,其特征在于:由恒温箱箱体和循环恒温槽组成:恒温箱箱体与循环恒温槽通过保温管路连接,通过对恒温槽水温调节,与箱体进行热交换,实现箱体内温度恒定均匀;
所述恒温箱箱体包括:内箱体、外箱体、紫铜盘管、保温层和风扇;
所述内箱体置于外箱体内部,底部固定安装在外箱体底部,其他部分与外箱体保持距离;内箱体内侧壁上固定安装有紫铜盘管;内箱体外侧壁上安装有保温层;风扇固定安装在内箱体内;内箱体、外箱体顶部和侧壁上均开有门,且位置对应;顶部的门用于安放微压测试的传感器;侧壁的门布置玻璃观察窗,用于观察箱体内部的测试仪器摆放位置是否正确。
2.如权利要求1所述的一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,其特征在于:所述风扇固定安装在内箱体的对角处,形成循环风,确保箱体的温度实现均匀;通过固定在内箱体顶部的旋转按钮能够实现对风扇风速大小的调节。
3.如权利要求1所述的一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,其特征在于:所述紫铜盘管材料为TU2无氧铜,盘管外径10mm,内径8mm;盘管间距为50mm,布管形式采用卧式“U型”管式结构,分布在恒温箱体的侧面与底面。
4.如权利要求1所述的一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,其特征在于:所述循环恒温槽由制冷压缩机、加热器、搅拌器、磁力水泵、保温材料、液体介质、槽体和控温传感器及控温仪等组成;循环恒温槽底部放置制冷压缩机,通过管路连接到上部的恒温槽槽体,槽体内部是液体介质、控温传感器和搅拌器,外部是保温材料,加热器通过外部的保温材料固定在槽体内部,磁力水泵与液体介质连接,固定在恒温槽槽体的侧壁上;控温传感器与面板上控温仪连接。
5.如上述任一一项权利要求所述的一种用于微压测量的循环冷却式温度恒温箱,其特征在于:所述恒温箱的工作过程为:根据温度恒温箱的温度要求进行外部循环恒温槽的温度设定,开启制冷及搅拌电机使槽体内温度均匀达到0.01℃,待温度稳定后启动磁力水泵,设定流速,使冷却介质从槽体内沿保温循环管路进入到温度恒温箱的换热盘管中,从恒温箱盘管的出口回流到恒温槽循环管路入口,如此循环反复,并通过箱体内风速的调节,最终实现温度恒温箱内温度恒定均匀。
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