CN110017917A - 一种低温干体温度校验仪 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温干体温度校验仪,用于对待测温度元件进行温度校验,包括模块化设计的炉体、控制板组件、***板组件和外壳,***板组件装配在外壳的前侧面,炉体和控制板组件装配在外壳内,外壳顶面设置有若干散热孔,并开设有与炉体炉口相对齐用以容纳待测低温温度元件的通孔;控制板组件顶部与外壳顶面之间有间距,且控制板组件顶部设置有导流风扇,导流风扇上方设置一向外壳顶面的散热孔倾斜的导流板。本发明采用模块化设计,炉体与其他组件、部件能够独立拆卸,从而有效提高生产、维护的便利性;本发明炉体结构紧凑,其使用的散热器重量轻,散热效率高,提高了炉体工作的稳定性和温度测量精度,适用于低温待测温度元件的温度测量。
Description
技术领域
本发明属于温度仪器仪表校验领域,具体涉及一种低温干体温度校验仪。
背景技术
目前干体温度校验仪,特别是便携式干体温度校验仪被广泛应用于各行各业的工业现场、计量场所和实验室,具有广阔的市场前景。
在低温干体温度校验仪中,炉体在使用过程中,其附近的温度条件对其它一些元器件来说,是属于比较恶劣的环境条件,因此需要将其周围的环境与其它零部件进行隔离。同时,其作为核心部件,在生产、使用过程中,往往需要对其单独进行调试和维护,现有的产品往往和其它零部件锁定在一起,一旦出现问题就需要将整机进行拆解,大大增加了维护成本。
发明内容
本发明提供一种模块化装配的低温干体温度校验仪。
本发明的低温干体温度校验仪是由以下技术方案来实现的:
一种低温干体温度校验仪,用于对待测温度元件进行温度校验,包括模块化设计的炉体(1)、控制板组件(2)、***板组件(3)以及底座(5)和上壳(6),
***板组件(3)装配在上壳的前侧面,炉体(1)与控制板组件(2)分别固定在底座(5)上,上壳(6)与底座(5)扣合形成外壳,炉体(1)和控制板组件(2)位于外壳内,上壳(6)与炉体(1)的炉口对应处开设有用于穿套待测温度元件的通孔(63),上壳(6)顶面设置若干散热孔(62)。
上述低温干体温度校验仪中,所述控制板组件(2)顶部与上壳(6)之间有间距,且控制板组件(2)顶部设置有导流风扇(26),导流风扇(26)上方设置向散热孔(62)导流的导流板(25)。
上述低温干体温度校验仪中,所述控制板组件(2)包括控制板支架(21)、开关电源(22)和控制板(24),控制板支架(21)为U形槽结构,开关电源(22)置于控制板支架(21)的U形槽中固定,控制板(24)一侧下部安装有一散热块(23),控制板(24)固定在控制板支架(21)的U形槽开口处,且控制板(24)安装有散热块(23)的一侧朝向开关电源(22);导流风扇(26)安装在开关电源(22)的顶部。
上述低温干体温度校验仪中,所述***板组件(3)包括从前向后依次设置的触摸屏面板(35)、触摸屏泡棉(34)、触摸液晶屏(33)、触摸屏支架(32)和***板(31),触摸屏面板(35)为罩状,其罩面开设与触摸液晶屏(33)形状和尺寸匹配的装配区域,***板(31)侧面设置一个或多个连接端口(36),相应的触摸屏面板(35)侧面留有接口孔(37),连接端口(36)与接口孔(37)对应安装,触摸屏泡棉(34)、触摸液晶屏(33)、触摸液晶屏支架(32)和***板(31)依序向触摸屏面板(35)罩体内叠置装配为一体。
上述低温干体温度校验仪还包括测量板组件(4),测量板组件(4)装配在上壳(6)的侧面,测量板组件(4)与控制板组件(2)电连接。
上述低温干体温度校验仪中,所述测量板组件(4)包括前面板(41)和测量板(42),测量板(42)上设置有多个测试连接端子,前面板(41)和测量板(42)对位叠合并于四周固定,前面板(41)与测量板(42)上测试连接端子对应处设置通孔。
上述低温干体温度校验仪中,测量板(42)设置有TC插座元件(43),TC插座元件(43)为一热电偶冷端温度补偿结构,其固定在测量板(42)上,其前端两个插口(041)与前面板(41)上设置的插孔对应,用于从外部插接热电偶。
上述低温干体温度校验仪中,所述底座(5)底面和侧面开设有通风槽(51);上壳(6)与底座(5)的周侧卡接固定。
上述低温干体温度校验仪中,所述上壳(6)由塑料制成。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉体(1)包括炉芯(11)和冷却风扇(13),冷却风扇(13)放置在炉芯(11)的下方,所述炉芯(11)包括发泡保温体(11-2)、设置在发泡保温体(11-2)内部的恒温块(11-3)、安装在恒温块(11-3)上部设有的开口槽中的均热块(11-7)以及固定于发泡保温体(11-2)两侧的散热器。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉芯(11)还包括多个制冷片(11-4),制冷片(11-4)安装在发泡保温体(11-2)两侧壁设有的通槽中,制冷片(11-4)一侧与置于发泡保温体(11-2)内的恒温块(11-3)接触,另一侧与散热器的热端接触。
上述低温干体温度校验仪中,所述恒温块(11-3)为类方形体,相对的两侧面设置成内凹的弧形面(11-31),恒温块(11-3)的横截面形状为两头宽中间窄的沙漏形状,恒温块(11-3)较宽的两侧面与制冷片(11-4)接触。
上述低温干体温度校验仪中,所述恒温块(11-3)的两侧弧形面(11-31)所夹持的部分,其两头最宽的部位为宽阔部(11-32),中间最窄的部位为狭窄部(11-33),宽阔部(11-32)的宽度尺寸范围为30mm至80mm,狭窄部(11-33)的宽度尺寸范围为20mm至50mm。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉芯(11)还包括一传感器组(11-5),传感器组(11-5)包括多个传感元件,所述传感元件包括一对差分热偶、一个热电阻温度传感器和一个超温报警传感器,传感元件安装在发泡保温体(11-2)上设有的多个安装过孔中,传感元件的探头部分嵌入恒温块(11-3)中。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉芯(11)还包括一导风板(11-6),发泡保温体(11-2)的底部为V字形结构,导风板(11-6)的横截面为V字形的长板结构,其与发泡保温体(11-2)的V字形底部叠合,且导风板(11-6)的两侧边固定在两侧散热器(11-1)的底部靠近发泡保温体(11-2)的边缘。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉体(1)还包括一炉体支架(12),炉体支架(12)包括围框(12-1)和侧板(12-2),围框(12-1)的底部安装冷却风扇(13),侧板(12-2)设有两块,两侧板(12-2)分别安装在围框(12-1)的两侧,炉芯(11)安装在炉体支架(12)内。
上述低温干体温度校验仪中,所述炉体(1)还包括一由聚四氯乙烯材料制成的炉口隔热块(14)和设置在炉口隔热块(14)顶部的顶部装饰板(11-8),炉口隔热块(14)安装于炉芯(11)上端的炉口处,顶部装饰板(11-8)通过螺钉连接散热器上。
上述低温干体温度校验仪中,所述散热器为第一散热器(11-1),第一散热器(11-1)包括多个鳍片所形成的的鳍片组(11-11)和与鳍片组(11-11)垂向连接的均温板(11-12),所述鳍片为片状铝箔,多个鳍片平行设置且相互之间有间距;鳍片组(11-11)通过焊接、压接或粘接方式与均温板(11-12)连接为一体。
上述低温干体温度校验仪中,所述第一散热器(11-1)还包括一固定连接于均温板(11-12)上的基板(11-13),所述均温板(11-12)包括平板部(11-121),平板部(11-121)一侧与鳍片组(11-11)贴紧固定,另一侧向外延伸有一凸台部(11-122),凸台部(11-122)的内部设置有一空腔(11-123),所述空腔(11-123)的内表面为多孔结构,空腔(11-123)内填充有冷却工质;基板(11-13)上开设有一个或多个与均温板(11-12)的凸台部(11-122)的形状、尺寸相匹配的通孔(11-131),均温板(11-12)的凸台部(11-122)嵌入到通孔(11-131)中,基板(11-13)与均温板(11-12)固定连接为一体。
上述低温干体温度校验仪中,所述散热器为第二散热器(19-1),第二散热器(19-1)包括多个散热鳍片形成的散热鳍片组(19-11)、U形热管(19-12)和导热板(19-13),所述散热鳍片为片状铝箔,多个散热鳍片平行设置且有间距形成散热鳍片组(19-11),散热鳍片组(19-11)通过焊接、压接或粘接方式与导热板(19-13)连接为一体;U形热管包括平行设置的第一侧臂(19-121)、第二侧臂(19-122)和连接第一侧臂与第二侧臂的连接部(19-123),第一侧臂(19-121)穿插在散热鳍片组(19-11)和导热板(19-13)之间,第二侧臂(19-122)穿插在散热鳍片组(19-11)中。
上述低温干体温度校验仪中,所述U形热管内部设有空腔,空腔内填充有冷却工质,空腔内表面为多孔结构。
上述低温干体温度校验仪中,所述第二散热器(19-1)还包括第一侧板(19-14)和第二侧板(19-15),第一侧板(19-14)和第二侧板(19-15)分别垂直设置在导热板(19-13)的两侧形成矩形凹槽结构,导热板(19-13)位于凹槽结构的底部,散热鳍片组(19-11)设置在该凹槽结构的内部,且各散热鳍片平行于两侧的第一侧板(19-14)和第二侧板(19-14)。
上述低温干体温度校验仪中,所述第一侧板(19-14)包括紧贴散热鳍片组(19-11)的矩形基板(19-141),基板(19-141)未与导热板(19-13)相邻的三个边各向外垂向延伸出折边;第二侧板(19-15)与第一侧板(19-14)结构相同且对称设置在导热板(19-13)的两侧;所述导热板(19-13)与散热鳍片组(19-11)紧贴的一侧面设有的多个第二半圆形凹条(19-131)与散热鳍片组(19-11)设有的第一半圆形凹条(19-111)以及两侧基板(19-141)上设有的第二半圆形开口(19-142)相对组合形成第一圆孔,U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)穿插在第一圆孔中;所述基板(19-141)远离导热板(19-13)的另一侧设置有多个等间距分布的圆形通孔(19-143);所述散热鳍片组(19-11)在远离导热板(19-13)的一侧设置有多个等间距设置的第二圆孔(19-112),U型热管(19-12)的第二侧臂(19-122)穿过基板(19-141)的圆形通孔(19-143)穿插在散热鳍片组(19-11)的第二圆孔(19-112)中。
上述低温干体温度校验仪中,多个所述U形热管(19-12)分为两组,每组U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)紧贴,第二侧臂(19-122)等间距散开,对应的第一圆孔也分为两组,与U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)的形状相匹配,第二圆孔(19-112)等间距散开,与U形热管(19-12)的第二侧臂(19-122)的形状相匹配。
上述低温干体温度校验仪中,所述热电偶冷端温度补偿结构包括冷端温度传感器(01)、第二均热块(03)和套帽(04),第二均热块(03)设有两块且有间距,每一第二均热块(03)上连接一弹片(02),冷端温度传感器(01)安装在任一弹片(02)的上侧,热电偶(05)冷端置于弹片(02)和第二均热块(03)之间且紧贴弹片(02)和第二均热块(03),且第二均热块(03)的热容远大于弹片(02)和冷端温度传感器(01)的热容。
上述低温干体温度校验仪中,所述弹片(02)为小热容、导热性良好的弹性体,为S形结构,其尾端固定于第二均热块(03)的尾部,弹片(02)的头端上扬,靠近头端的部分自由置于第二均热块(03)的上表面;两第二均热块(03)之间加设导热胶。
上述低温干体温度校验仪中,所述热电偶冷端温度补偿结构还包括一引出线端子(06),冷端温度传感器(01)的引出线从套帽(04)的尾部引出至引出线端子(06),引出线端子(06)插接在测量板(42)上;所述套帽(04)的前端设置有两个插口,插口对应弹片(02)与第二均热块(03)之间的位置以***热电偶(05)冷端。
上述低温干体温度校验仪中,安装于弹片(02)上的冷端温度传感器(01)不与弹片(02)接触的部分加设塑料套或绝热胶;冷端温度传感器(01)通过胶粘接在弹片(02)上,弹片(02)粘接冷端温度传感器(01)的位置两侧分别设置一护板。
本发明采用以上技术方案取得如下技术效果:
本发明低温干体温度校验仪采用模块化设计,炉体、控制板组件、***板组件和测量板组件之间相互独立装配,便于组装及拆卸单个组件,从而在单个组件故障时,仅单独拆卸故障组件,无需整机拆解,能够降低维护成本提高维护效率。
(1)本发明低温干体温度校验仪采用模块化设计,炉体与其他组件、部件能够独立拆卸,从而有效提高生产、维护的便利性,降低产品生产、维护成本;
(2)本发明提供两种散热器,一种通过将鳍片组与内部空腔填充有冷却工质的均温板垂向设置并连接为一体,均温板一侧接触热源,并与鳍片组共同作用下进行散热,提高了散热效率,提升了散热效果;另一种通过将U形热管嵌入到散热鳍片组和导热板的内部,节省了散热器空间,U形热管和散热鳍片组共同作用下进行散热,提升了散热效果;
(2)本发明散热器的散热鳍片均由片状铝箔制成,间距小,重量轻,相比铝挤散热器,在同样的散热面积下,重量可减轻约23%~40%。
(3)本发明炉体中的均热块横截面设置为两侧宽中间窄的沙漏形状,这种结构使得均热块的重量轻、热容小,对温度变化比较灵敏,有助于被测装置测量准确性,同时,由于均热块相对的两侧面较宽,设置在均热块两侧面上的制冷片的尺寸也较大,散热效果好;
(4)本发明炉体结构布局合理,结构紧凑,独立的两风道密封设计,使得炉体的高温空气不会对其他部件工作环境造成恶劣影响,增加电子元器件的使用寿命,同时也隔绝了其他部件的发热对炉体的影响,提高了炉体工作的稳定性和温度测量精度,适用于低温待测温度元件的温度测量。
附图说明
图1为本发明低温干体温度校验仪的整体结构示意图;
图2为本发明低温干体温度校验仪的结构分解示意图;
图3为炉体的结构示意图;
图4A为安装有第一散热器的炉芯的结构分解示意图;
图4B为安装有第二散热器的炉芯的结构分解示意图;
图5为均热块的立体图;
图6为炉体支架的结构示意图;
图7为炉体的风道示意图;
图8为第一散热器的的结构分解示意图;
图9为第一散热器的横向截面图;
图10为第二散热器的立体结构示意图;
图11为第二散热器的结构分解示意图;
图12为控制板组件的立体结构示意图;
图13为控制板组件的结构分解示意图;
图14为***板组件的立体结构示意图;
图15为***板组件的结构分解示意图;
图16为测量板组件的结构分解示意图;
图17为热电偶冷端温度补偿结构的主视图;
图18为热电偶冷端温度补偿结构的结构分解图;
图19为图17中沿A-A线截取的截面图;
图20为热电偶冷端温度补偿结构与热电偶配合使用的结构示意图;
图21为热电偶冷端温度补偿结构的工作曲线;
图22为上壳组件的结构示意图;
图23为下壳组件的结构示意图。
主要标号:
1:炉体,11:炉芯,12:炉体支架,13:冷却风扇,14:炉口隔热块;
2:控制板组件,21:控制板支架,22:开关电源,23:控制板散热器,24:控制板,25:导流板,26:导流风扇,27:电源接线端子;
3:***板组件,31:***板,32:触摸屏支架,33:触摸液晶屏,34:触摸屏泡棉,35:触摸屏面板,36:连接端口,37:接口孔;
4:测量板组件,41:前面板,42:测量板,43:TC插座元件(热电偶冷端温度补偿模块);
5:底座,51:通风槽;
6:上壳,61:壳体,62:散热孔,63:通孔;
7:装配部件;
01:冷端温度传感器,02:弹片,03:第二均热块,04:套帽,041:插口;
05:热电偶,06:引出线端子,07:螺钉。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例,对本发明低温干体温度校验仪进行详细说明。
本发明低温干体温度校验仪采用模块化设计,能够方便的进行拆装,如图6所示的实施例中,本发明低温干体温度校验仪包括炉体1、控制板组件2、***板组件3、测量板组件4以及上壳6和底座5,***板组件3装配在上壳6的前侧面,炉体1与控制板组件2分别固定在底座(5)上,上壳6与底座5扣合形成外壳,炉体1及控制板组件2位于外壳内,上壳6与炉体1的炉口对应处开设有用于穿套待测温度元件的通孔63,上壳6顶面设置若干散热孔62。在一个实施例中,炉体1与控制板组件2相邻并固定,测量板组件4可以固定于控制板组件2的前侧,测量板组件4和控制板组件2的上部可以安装***板组件3,测量板组件4设置有一前面板41,***板组件3设置有一触摸屏面板35,前面板41、触摸屏面板35和外壳形成的封闭空间将炉体1、控制板组件2以及***板组件3和测量板组件4的部分封装起来形成一个整体,炉体1和各组件均能独立拆卸,方便维护和更换。
控制板组件2相当于低温干体温度校验仪的大脑,***板组件3、测量板组件4以及炉体1中的冷却风扇13、制冷片11-4、传感器组11-5(参见炉体1章节)均与控制板组件2电连接,并与控制板组件2进行数据交互,即控制板组件2读取传感器组11-5测量的温度数据、测量板组件4测量的电信号数据以及***板组件3设置的各参数,再根据预定的控制策略和执行顺序生成控制命令发送到制冷片11-4和冷却风扇13的执行机构,并将处理的数据发送到***板组件3进行显示。
以下结合各部件详细说明:
炉体1
炉体1为本发明低温干体温度校验仪的核心部件,用于***待检温度元件进行校验并保持温度长均匀、稳定。
该部分使用以下标号:
11:炉芯,11-1:散热器,11-2:发泡保温体,11-3:恒温块,11-31:弧形面,11-32:宽阔部,11-33:狭窄部,11-4:制冷片,11-5:传感器组,11-6:导风板,11-7:均热块,;11-8:顶部装饰板;
12:炉体支架,12-1:围框,12-2:侧板,12-3:安装卡扣,12-4:锁紧螺钉孔;
13:冷却风扇,14:炉口隔热块;
炉体1为本发明低温干体温度校验仪的核心部件,如图3所示,包括炉芯11、炉体支架12、冷却风扇13和炉口隔热块14,炉芯11和冷却风扇13均位于炉体支架12内,且冷却风扇13设置在炉芯11的下方,炉口隔热块14位于炉芯11上端的炉口处。
图4A和图4B示出了炉芯11的结构,炉芯11包括散热器、发泡保温体11-2、恒温块11-3、制冷片11-4、传感器组11-5、导风板11-6和均热块11-7,其中,恒温块11-3设置在发泡保温体11-2的内部;发泡保温体11-2的两侧各设置多个通孔,用于安装制冷片11-4,发泡保温体11-2上还预留多个传感器安装过孔,用于安装传感器组11-5的传感器;散热器设置有两个,分别安装在发泡保温体11-2的两侧,且散热器的热端与制冷片11-4相接触,可通过螺钉将散热器固定于发泡保温体11-2上,安装时,散热器的压紧力经过了预先设计,既要保证散热器与制冷片11-4接触,又保证制冷片11-4不会碎裂。
制冷片11-4嵌入发泡保温体11-2两侧壁上的通孔内,并在形成通孔的侧壁内涂导热硅脂或者敷设软质导热垫片以增强制冷片11-4的导热性,优选的,制冷片11-4的横截面尺寸为40mm×40mm,制冷面积大,制冷效果好。
恒温块11-3内设有顶端开口的开口槽,均热块11-7置于恒温块11-3的开口槽内,恒温块11-3起到为均热快11-7提供其需要的温度环境;均热块11-7上部设置有若干盲孔以容纳待测温度元件。如图3所示,恒温块11-3为类方形体,相对的两面设置成内凹的弧形面11-31,恒温块11-3的横截面设置为两头宽中间窄的沙漏形状,恒温块11-3较宽的两侧面与制冷片11-4接触,上述结构使得恒温块11-3的重量轻、热容小,对温度变化比较灵敏。恒温块11-3两侧的弧形面11-31所夹持的部分,其两头最宽的部位为宽阔部11-32,中间最窄的部位为狭窄部11-33,宽阔部11-32的宽度(指两弧形面11-31相对位置连线的长度)尺寸范围为30mm至80mm,狭窄部11-33的宽度尺寸范围为20mm至50mm,优选地,宽阔部11-32的宽度尺寸范围为40mm至60mm,狭窄部11-33的宽度尺寸范围为30mm至40mm。在本实施例中,宽阔部11-32的宽度为42mm,狭窄部的宽度为31mm,进而与宽阔部11-32接触的制冷片的尺寸为40mmx40mm。恒温块11-3的尺寸设置在上述范围内可以使得恒温块11-3的重量较轻、灵敏性较好,且其宽阔部11-32所在的侧面面积较大进而可以放置较大尺寸的制冷片11-4。
传感器组11-5包括多个传感元件,传感元件包括一对差分热偶、一个热电阻温度传感器和一个超温报警传感器,传感元件分别安装在炉芯11的发泡保温体11-2设有的安装过孔内,且传感元件的探头部分嵌入恒温块11-3内的测温孔内。
发泡保温体11-2的底部为V字形结构(参见图4A和图4B),导风板11-6的横截面为V字形的长板结构,其与发泡保温体11-2的V字形底部叠合,且导风板11-6的两侧边固定在两侧散热器的底部靠近发泡保温体11-2的边缘,导风板V字形的结构能够让冷空气均匀的流向两侧散热器,同时,导风板11-6还作为炉芯11线缆固定装卡部件,使得走线更整洁、顺畅。
图4A和图4B所示的实施例中,炉芯11还包括顶部装饰板11-8,顶部装饰板11-8设置在炉口隔热块14的顶部,顶部装饰板11-8通过螺钉连接散热器上。
参照图6,炉体支架12包括围框12-1和侧板12-2,围框12-1的底部安装冷却风扇13,侧板12-2设有两块,侧板12-2上设置有安装卡扣12-3和锁紧螺钉孔12-4,两侧板12-2分别安装在围框12-1的两侧,炉芯11安装在炉体支架12内。安装时,先将炉芯11固定在围框12-1上,然后将侧板12-2分别通过安装卡扣12-3安装在炉芯11的散热器上,在通过螺钉穿过侧板12-2的锁紧螺钉孔12-4将侧板12-2完全锁紧。
如图3以及图4A、图4B所示,炉口隔热块14放置于炉口,其作用是防止炉芯11内部热量散失,起到改善内部温场、降低能耗的作用,同时具有改善操作者工作环境、防止被烫伤的作用,炉口隔热块14的材料可选用导热系数低、耐温性好的聚四氯乙烯。
图7为炉体11的风道示意图。如图7所示,散热器包括多个平行设置的鳍片且鳍片之间有间隙,鳍片之间的间隙可以用作气流通道。炉体底部的冷却风扇13产生的气流被导风板11-6引导至两侧的散热器,再穿过鳍片之间的间隙到底炉口,在此过程中散热器实现了散热的效果。炉芯11底部和炉体支架12底部形成一个静压舱,有利于使两侧散热器的气流均匀分布,V字形结构的导风板11-6起到分流、降低风阻的作用。
以上部件按照上述连接关系组装成本发明低温炉炉体1及包括该低温炉炉体1的低温干体温度校验仪,该低温炉炉体1中的恒温块11-3,其为类长方体,其横截面设置为两侧宽中间窄的沙漏形状,这种结构使得恒温块11-3的重量轻、热容小,对温度变化比较灵敏,有助于被测装置测量准确性,同时,由于恒温块11-3相对的两侧面较宽,设置在恒温块11-3两侧面上的制冷片11-4的尺寸也较大,散热效果好;本发明低温干体温度校验仪采用模块化设计,炉体1与其他组件、部件能够独立拆卸,从而有效提高生产、维护的便利性,降低产品生产、维护成本;本发明炉体1结构布局合理,结构紧凑,独立的两风道密封设计,使得炉体1的高温空气不会对其他部件工作环境造成恶劣影响,增加电子元器件的使用寿命,同时也隔绝了其他部件的发热对炉体1的影响,提高了炉体1工作的稳定性和温度测量精度。
散热器可以使用现有技术中常用的散热器(例如铝挤散热器),由于铝挤散热器的鳍片较厚,导致同样散热面积条件下,铝挤散热器的重量较大,且炉体内空间有限,导致散热鳍片的散热面积比较小;同样的散热条件下,铝挤散热器的散热效率低,导致干体温度校验仪的散热效果较差。因此,本发明提供两种重量轻且散热效率高的散热器,应用于本发明低温干体温度校验仪中。本发明图4所示的实施例中所使用的散热器有两种,图(a)中炉体1使用的散热器为第一散热器11-1,图(b)中炉体1使用的散热器为第二散热器19-1,以下对两种新型散热器分别进行描述。
第一散热器11-1
第一散热器11-1可以用在本发明低温干体温度校验仪的炉体1中,用于将炉体1中的热量及时导出。
该部分使用以下标号:
11-1:第一散热器,11-11:鳍片组,
11-12:均温板,11-121:平板部,11-122:凸台部,11-123:空腔,11-124:第一安装孔;
11-13:基板,11-131:通孔,11-132:台阶,11-133:第二安装孔;
11-14:左侧板,11-15:右侧板。
如图8所示,本发明第一散热器11-1(参见图4)包括平行设置且有间距的多个鳍片形成的鳍片组11-11和与鳍片组垂向连接的均温板11-12,其中:
鳍片为片状铝箔,其优选的方式为等间距设置,其与均温板11-12垂向设置,可通过焊接、压接或者粘接等方式与均温板11-12连接为一体。多个鳍片形成的鳍片组11-11可覆盖均温板或部分覆盖均温板,也可以超出均温板的边界,根据实际应用需要进行设置。
在图8和图9所示的实施例中,均温板11-12包括平板部11-121,平板部为方形平板,平板部11-121一侧与鳍片组11-11贴紧固定,平板部11-121另一侧向外延伸有一凸台部11-122,凸台部11-122的横截面形状不限(例如,可以为多边形、圆形或者不规则形状),凸台部11-122的内部设置有一空腔11-123,空腔内填充有冷却工质(优选为冷却液,例如水),该空腔的内表面为多孔结构(例如铜粉烧结层),有助于形成冷却循环。
本发明第一散热器11-1包括至少一个均温板11-12,优选的,包括多个均温板11-12,多个均温板11-12适用于多个分散热源的情况,多个均温板能够将分散热源的热量集中通过与之相连接的鳍片组11-11导出,使得散热效果提升。在本发明图8所示的实施例中,第一散热器11-1包括两个均温板11-12。
如图8和图9所示,第一散热器11-1还包括一基板11-13,基板11-13固定连接于均温板11-12上,基板11-13上开设有一个或多个通孔11-131,该通孔与均温板11-12的凸台部11-122形状、尺寸和位置相匹配,使得凸台部11-122卡嵌于基板11-13的通孔11-131中。图1所示的实施例中,基板11-13设有两个方形通孔11-131,该通孔在垂直于基板11-13方向上向远离鳍片组11-11的一侧延伸,且孔径前宽后窄(即图2中下宽上窄)形成台阶11-132;均温板11-12的凸台部11-122嵌入到通孔11-131的孔径较窄部分,平板部11-121嵌入到通孔11-131的孔径较宽部分,基板11-13与均温板11-12固定连接为一体。
本发明第一散热器11-1还包括由左侧板11-14和右侧板11-15组成的外框,两侧板平行于鳍片组11-11的鳍片并包裹在鳍片组11-11的两端,并与鳍片组11-11焊接在一起形成围护,保护鳍片组11-11,并与其他部件进行连接,将第一散热器11-1各部件封装为一个整体。
第一散热器11-1安装于低温干体温度校验仪的炉体1中,如图4A所示的实施例中,第一散热器11-1设有两个,分别位于发泡保温体11-2的两侧并通过螺钉固定至发泡保温体11-2;制冷片11-4嵌入发泡保温体11-2两侧壁设有的通槽内,一侧与恒温块11-3接触,另一侧与第一散热器11-1接触。第一散热器11-1的外侧是炉体支架12,第一散热器11-1通过机械连接的方式(例如螺接和卡接相结合的方式)与炉体支架12固定。为了将第一散热器11-1安装在发泡保温体11-2,均温板11-12的四角位置设置有第一安装孔11-124,基板11-13的通孔11-131四周设置有第二安装孔11-133,第一安装孔11-124与第二安装孔11-133对齐,且鳍片组11-11与基板11-13的第二安装孔11-133对应的位置的鳍片去除,便于将散热器11-1安装于发泡保温体11-2上。
以上部件按照上述关系组装成本发明的第一散热器,将基板11-13和均温板11-12靠近鳍片组11-11的一端定义为冷端,基板11-13和均温板11-12另一端定义为热端,热端接触干体温度检验仪的炉体中制冷片,冷端连接鳍片组11-11。由于均温板11-12的真空空腔内充满冷却工质,当均温板11-12的热端接触热源,冷却工质受热汽化,蒸汽在微小的压差下流向冷端释放热量,蒸汽凝结成液体,液体靠毛细力作用沿空腔内表面的多孔材料流回热端,从而热量有均温板11-12的热端传至冷端(鳍片组端),再有鳍片组11-11散发出去。同时,由于鳍片组11-11的多个鳍片之间的空间用于通风,实现风冷效果。因此,该散热器的采用均温板实现快速导热和鳍片快速散热相结合的方式,散热效率高。
本发明第一散热器包括多个均温板11-12的实施方式适用于多个分散热源的情况,这种实施方式能够将分散热源的热量集中通过鳍片组11-11导出,散热效果得到提升;鳍片组的鳍片厚度薄、间距小(例如,铝箔制成的鳍片厚度可达0.4mm,间距为2.3mm),重量轻,与铝挤散热器同样体积下,重量可减轻23%至40%,并提高了散热效率;均温板11-12具有良好的导热性能,与铝挤散热器相比,在同等条件下,均温板能够快速将热端热源(制冷片的热量)传递至鳍片组11-11,进而获得更好的散热效果。
由于本发明第一散热器11-1重量轻,使用该散热器的低温干体温度校验仪重量减轻,更便于携带;本发明第一散热器11-1的均温板与炉体1内的制冷片11-4位置对应且接触,能够将炉体1的热量及时传导至第一散热器11-1,并且本发明第一散热器11-1的鳍片薄,间距大,多个鳍片间的通风面积更大,因此该散热器具有更低的风阻,并且通风量增加,使用该第一散热器11-1的低温干体式温度校验仪,在工作时噪音更低,散热性能好,使用第一散热器的低温干体温度校验仪降温过程的时间显著缩短。
第二散热器19-1
第二散热器19-1可以用在本发明低温干体温度校验仪的炉体1中,同样用于将炉体1中的热量及时导出。
该部分使用以下标号:
19-1:第二散热器;
19-11:散热鳍片组,19-111:第一半圆形凹条,19-112:第二圆孔;
19-12:U形热管,19-121:第一侧臂,19-122:第二侧臂,19-123:连接部;
19-13:导热板,19-131:第二半圆形凹条,19-132:通孔;
19-14:第一侧板,19-141:基板,19-142:第二半圆形开口,19-143:圆形通孔;19-15:第二侧板。
在图10所示的实施例中,本发明第二散热器19-1(参见图4B)包括多个平行设置且有间距的散热鳍片形成的散热鳍片组19-11、U形热管19-12、第一侧板19-14、第二侧板19-15和导热板19-13,第一侧板19-14和第二侧板19-15分别垂直设置在导热板19-13的两侧形成矩形凹槽结构,导热板19-13位于凹槽结构的底部,散热鳍片组19-11设置在该凹槽结构的内部,且各散热鳍片平行于两侧的第一侧板19-14和第二侧板19-15,其中:
如图11所示,第一侧板19-14包括紧贴散热鳍片组19-11的矩形基板19-141,基板19-141与导热板19-13相邻的一边端面上设置有多个第二半圆形开口19-142,第二半圆形开口19-142个数与U形热管的个数一致,本实施例中,第二半圆形开口19-142设有八个,每四个紧邻的第二半圆形开口19-142为一组,且两组第二半圆形开口19-142相距一定距离设置;基板19-141另外三个边各向外垂向延伸出折边,目的是阻挡气流,使气流从散热器19-1的散热鳍片组19-11通过,防止气流进入基板19-141侧,同时,便于散热器19-1在炉体01中的安装(参见图4B,可通过螺钉穿过基板19-141的折边固定于填充泡沫19-13上);基板19-141远离导热板19-13的另一侧设置有多个等间距分布的圆形通孔19-143,圆形通孔19-143的个数与U形热管19-12的个数一致,本实施例中,也设置有八个。第二侧板19-15的结构与第一侧板19-14的结构相同,且两侧板对称布置。
导热板19-13与散热鳍片组19-11紧贴的一侧面上设置有多个平行凹条,凹条的横截面均为半圆形,即第二半圆形凹条19-131。在图10和图11所示的实施例中,第二半圆形凹条19-131个数为八个(与U形热管19-12的个数相对应),设置为相距一定距离的两组,每四个彼此紧邻作为一组。导热板19-13上还设置有在厚度方向上贯穿的多个通孔19-132,这些通孔作为安装孔用于将本发明第二散热器19-1安装在其他部件上使用,例如通过螺钉安装在低温干体温度校验仪的炉体1中。
散热鳍片为片状铝箔,多个散热鳍片优选的设置方式为等间距平行设置,多个散热鳍片形成散热鳍片组19-11;每一散热鳍片在靠近导热板19-13的第二半圆形凹条19-131的位置均设有第一半圆形开口,同一水平位置的多个第一半圆形开口形成第一半圆形凹条19-111;导热板19-13上的第二半圆形凹条与散热鳍片组19-11的第一半圆形凹条19-111以及两侧基板19-141上的第二半圆形开口19-142相对组合形成完整的圆孔,定义为第一圆孔。散热鳍片组19-11在远离导热板19-13的一侧设置有多个等间距设置的圆孔,定义为第二圆孔19-112。散热鳍片组19-11与导热板19-13上的通孔19-123对应位置处的散热鳍片被去除,便于本发明第二散热器19-1的安装固定。
U形热管19-12的个数和具体结构可根据实际需要进行设置,在图10和图11所示的实施例中,U形热管19-12设有八个,分为两组,每四个紧邻的U形热管19-12作为一组,每一U形热管19-12包括平行设置的第一侧臂19-121、第二侧臂19-122和连接第一侧臂和第二侧臂的连接部19-123,每一U形热管19-12内部设有空腔,空腔内填充有冷却工质(优选为冷却液,例如水),该空腔内表面为多孔结构(例如铜粉烧结层),有助于形成冷却循环;每组U形热管19-12的第一侧臂19-121紧贴,第二侧臂等间距散开,这样的设计有利于将散热器19-1的热端的热量集中导入并分散散发出去,提升散热效果。
安装时,U形热管19-12的第一侧臂19-121分别穿过散热鳍片组19-11与导热板19-13、两侧基板19-141所形成的的第一圆孔,第二侧臂19-122穿过散热鳍片组19-11的第二圆孔19-112,U形热管19-12嵌入到散热鳍片组19-11和导热板19-13的内部,节省了散热器空间,U形热管19-12和散热鳍片组19-11共同作用下进行散热,提升了散热效果。
以上部件按照上述关系组装成本发明的第二散热器19-1,散热鳍片组19-11可通过焊接、压接或者粘接等方式与导热板19-13、第一侧板19-14和第二侧板19-15连接为一体。在使用时,导热板19-13靠近或接触热源,热源散发的热量通过U形热管19-12和散热鳍片组19-11共同作用传导出去,从而达到散热效果。
本发明第二散热器19-1的散热鳍片由铝箔制成,其厚度薄,重量轻,整体上减轻了散热器的重量;第二散热器的U形热管19-12由铜制成,使得散热器的耗散功率高达200w至300瓦,约为铝挤散热器的两倍。
本发明第二散热器19-1用在低温干体温度校验仪的炉体1中,图4B所示的实施例中,第二散热器19-1设有两个,分别位于发泡保温体11-2的两侧并通过螺钉固定至发泡保温体11-2;制冷片11-4嵌入发泡保温体11-2两侧壁设有的通槽内,一侧与恒温块11-3接触,另一侧与第二散热器19-1接触。
制冷片11-4的个数根据需要进行设置,图4B所示的实施例中,制冷片11-4分为两组且相对设置在恒温块11-3的两侧,并分别与两个第二散热器19-1的导热板19-13相接触。优选的,制冷片11-4的位置与U形热管19-12的第一侧臂19-121所处的位置相对应,这样设置使得制冷片11-4能够将恒温块11-3散发的热量快速传递至第二散热器19-1并由第二散热器19-1快速导出。
上述实施例只是低温干体温度校验仪的其中一个示例,本发明并不局限于该实施例。本发明散热器19-1可应用于其他干体温度校验仪中,只要将散热器19-1的导热板19-13靠近或接触干体温度校验仪的热源,即可实现散热效果。
由于本发明第二散热器重量轻,使用第二散热器的低温干体温度校验仪重量减轻,更便于携带;本发明第二散热器的热量耗散功率高达200w至300w,使用第二散热器的低温干体温度校验仪降温过程的时间显著缩短。
控制板组件2
在低温干体温度校验仪中,控制板组件2相当于低温干体温度校验仪的大脑,用于控制稳定的温度环境以及接收各传感器采集数据进行分析处理并控制各电气部件的动作执行。
结合图12、图13和图2所示,控制板组件2一侧紧邻炉体1设置并固定于炉体1的炉体支架12上,底部固定于底座5上。控制板组件2包括控制板支架21、开关电源22和控制板24,控制板支架21的截面为U形槽结构,开关电源22(例如ESP-120-24开关电源)置于控制板支架21所形成的的U形槽中固定,控制板24一侧下部安装有一散热块23,散热块23的底面接触底座5,底座5与散热块23底面相接触的部位设置有通风槽51(参见图23),优选的,散热块23为导热性良好的金属块;控制板24固定在控制板支架21的U形开口处,且控制板24安装有散热块23的一侧朝向开关电源22;开关电源22的顶部设置有一导流风扇26和一电源接线端子27,开关电源22通过电源接线端子27外接电源线,将外接电源的电压整流成稳定电压供给整个低温干体温度校验仪供电;一导流板25倾斜固定于控制板支架21的上端,并位于开关电源22的上侧,这样设置的目的是对导流风扇26的排风进行导流,使得导流风扇26的排风从上壳6的散热孔62排出。
为方便控制板组件2安装于低温干体温度校验仪中,在控制板支架21槽体最下端设置一个或多个水平布设的装配部件7,装配部件7的安装孔与底座5上的安装孔对位,以通过安装螺钉将控制板组件2固定在底座5上;另外在控制板支架21槽体底面延伸设多个装配部件7,与相邻的炉体1外的装配部件7对位,以通过安装螺钉将控制板组件2与炉体1固定连接。
开关电源22作为整个低温干体温度校验仪的电源,给其他部件供电,开关电源22在工作过程中容易发热,开关电源22被限制在控制板支架21和控制板24所形成的空间中,与炉体1隔离开,减少开关电源22产生的热量对炉体1的影响,同时,开关电源22下部产生的热量一部分通过安装在控制板24上的散热块23由底座5的通风槽51导出,上部热量随着导流风扇26产生的气流在导流板25引导下通过上壳6的散热孔62发散出去。
控制板组件2中由于导流板25和导流风扇26的配合设置,使得导流风扇26产生的气流沿导流板25的方向从上壳6的散热孔62排出,从而带动控制板组件2内部的气流运动,还能从控制板组件2的下方引入外界空气(控制板组件2下方的底座5上开设通风槽51),从而实现对控制板组件2以及与其相邻的炉体1等***散热。
控制板24设有处理器、处理电路、各种电接口、通讯接口等,炉体1中的制冷片11-4、冷却风扇13、传感器组11-5以及***板组件3、测量板组件4均与控制板24电连接,控制板24接收传感器组11-5采集到的温度数据、***板组件3设置的参数以及测量板组件4测量的电信号进行分析处理并生成控制指令发送到炉体1中的制冷片11-4和冷却风扇13的执行机构,从而控制炉芯11的温度,同时将处理后的数据发送到***板组件3中进行显示。控制板24设置有蓝牙、wifi组件,可以与其他无线终端实现无线通信。
***板组件3
在低温干体温度校验仪中,***板组件3主要用于参数设置及数据、结果显示以实现人机交互。***板组件3为模块化设计,如图2所示,***板组件3安装在低温干体温度校验仪的控制板组件2的导流板25的上方并固定于上壳6的壳体61上,呈倾斜设置,方便操作人员观察和操作。***板组件3的结构参见图14和图15,包括从前向后依次设置的触摸屏面板35、触摸屏泡棉34、触摸液晶屏33、触摸屏支架32和***板31,触摸屏面板35为罩状,其罩面开设与触摸液晶屏33形状和尺寸匹配的装配区域,***板31侧面设置一个或多个连接端口36,相应的触摸屏面板35侧面留有接口孔37,连接端口36与接口孔37对应安装,触摸屏泡棉34、触摸液晶屏33、触摸液晶屏支架32和***板31依序向触摸屏面板35罩体内叠置装配为一体形成***板模块3。***板模块3左右两侧面分别通过螺钉与上壳6的壳体61连接,如此可拆卸的安装在上壳6的前侧面上部。
测量板组件4
在低温干体温度校验仪中,测量板组件4主要用于连接测量线。本发明中,测量板组件4为模块化设计,如图2所示,测量板组件4安装在控制板组件2的前侧,其底部固定于底座5上。参见图16,测量板组件4包括前面板41和测量板42,测量板42设置有TC插座元件(热电偶冷端温度补偿结构)43和多个测试连接端子,前面板41和测量板42对位叠合并于四周固定形成测量板组件4,测量板42的测试连接端子从前面板41设有的端子孔伸出,测量板组件4顶部通过螺钉与上壳6的壳体61固定,测量板组件2位于控制板组件2之前且与控制板组件2之间有一间距以利于散热。如图1所示,前面板41、***板组件3的触摸屏面板35以及上壳6和底座5将本发明低温干体温度校验仪封装为一个整体。
为了准确测量热电偶的温度,如图16所示,测量板组件4集成有TC插座元件43,即热电偶冷端温度补偿结构43,热电偶冷端温度补偿结构43通过尾部自带的螺钉固定在测量板42上,其前端两个插口041与前面板41上的插孔对齐,可以透过插孔插接热电偶(参见图20)。现有的热电偶冷端补偿结构采用冷端保温仓内放置均温块、并使冷端温度传感器、热电偶冷端与均温块紧密贴合的方案,该结构中因热电偶冷端与均温块之间存在的热阻,因此,为了使均温块上的冷端温度传感器与热电偶冷端的温差减小,需要等待较长时间,尤其是批量测量热电偶时,效率低。为了解决上述问题,本发明在测量板组件2中集成一快速测量热电偶冷端温度的热电偶冷端温度补偿结构,该结构能够能够在更短的时间内使热电偶05冷端的温度与冷端温度传感器01的温度达成一致,提高热电偶冷端温度的测量效率。
图17至图20为本发明热电偶冷端温度补偿结构的示意图。如图17至图20所示,该热电偶冷端补偿结构包括冷端温度传感器01、弹片02和第二均热块03,第二均热块03为大热容导热体,设有两块且有间距;弹片02为小热容导热良好的弹性体,设有两片,分别固定于两块第二均热块03上,弹片02设计为S形结构,其尾端(图19中右侧为尾端)固定于第二均热块03的尾部,弹片02的头端上扬,弹片02靠近头端的部分自由置于第二均热块03的上表面,由于弹片02具有弹性,热电偶05冷端能够从弹片02头端***弹片02与第二均热块03之间(参见图20)。冷端温度传感器01具有尺寸小、热容低的特点,可安装在任一弹片02的上侧,用于测量热电偶05的冷端温度。优选的,两第二均热块03之间可加设导热胶,有利于热量在两第二均热块03之间进行热传递,保证两第二均热块03的温度基本保持一致。另外,冷端温度传感器01通常粘接在弹片02上,为了防止在粘接过程中胶溢出弹片02,在弹片02粘接冷端温度传感器01的位置两侧分别设置一护板。
为了将冷端温度传感器1测量的温度值进一步处理及应用,冷端温度传感器01引出线通过一引出线端子06引出,引出线端子06插接到测量板42上。
为了将该热电偶冷端补偿结构封装起来便于使用,本发明热电偶冷端温度补偿结构还包括一套帽04,套帽04为一方形盒体,冷端温度传感器01、弹片02和第二均热块03均置于套帽04内,第二均热块03通过螺钉07与套帽04固定,冷端温度传感器01的引出线从套帽04的尾部引出后接入引出线端子06中,套帽04的前端设置有两个插口041,该插口分别对应弹片02与第二均热块03之间的位置,热电偶05的冷端从两个插口041分别***到弹片02与第二均热块03之间,在弹片02的弹性力的作用下,弹片02与第二均热块03均与热电偶05的冷端紧密接触。
为了保证热电偶冷端温度补偿结构的性能,要求第二均热块03的热容远大于弹片02和冷端温度传感器01的热容,同时,热电偶05冷端、第二均热块03、弹片02和冷端温度传感器01均导热性良好;弹片02上的冷端温度传感器01尽量要与环境做绝热处理,例如在冷端温度传感器01不与弹片02接触的部分施加塑料套或加绝热胶。
实际使用时,热电偶05的冷端接入弹片02和第二均热块03之间,当热电偶05的冷端温度与第二均热块03、弹片02不一致时,会有热量从热电偶05冷端传递到第二均热块03和弹片02,由于第二均热块03的热容相对很大,热电偶05冷端的温度会趋向均热块03的温度,同时由于弹片02及弹片02上的冷端温度传感器01热容相对较小,冷端温度传感器01的温度会快速的趋向热电偶05冷端的温度,使冷端温度传感器01的温度快速达到与热电偶05冷端温度基本一致。
图21示出了本发明热电偶冷端温度补偿结构的工作曲线,整个工作过程分为三个阶段:
第一阶段:
冷端温度传感器01和第二均热块03处于套帽04(相当于传统的冷端保温仓)中,温度基本一致;热电偶05冷端的温度与冷端温度传感器01、第二均热块03的温度不一致。
第二阶段:
热电偶05冷端开始同时向第二均热块03和弹片02及弹片02上的冷端温度传感器01传递热量,同时温度开始变化,热电偶05冷端温度趋向于冷端温度传感器01(弹片02)及第二均热块03;
第二均热块03的热容相对较大,温度相对变化缓慢,同时也是由于第二均热块03热容大,热电偶05冷端的温度会较快的向第二均热块03的温度变化;
弹片02及弹片02上的冷端温度传感器01热容较小,温度变化较快,弹片02及弹片02上的冷端温度传感器01的温度会快速的向热电偶05冷端的温度变化;
在第二均热块03及弹片02的综合影响下,冷端温度传感器01的温度会迅速的与热电偶05冷端的温度趋于一致,第二阶段结束时,弹片02上的冷端温度传感器01的温度已经和热电偶05冷端的温度基本一致,但与第二均热块03的温度还有些差距。
第三阶段:
热电偶05冷端及弹片02上的冷端温度传感器01温度几乎同步变化,冷端温度传感器01的温度已经能精确反映热电偶05冷端的温度。
该热电偶冷端温度补偿结构能够快速测量热电偶冷端温度,效率高。在热电偶测量过程中,为了让热电偶05冷端温度与冷端温度传感器01的温度一致,本发明热电偶冷端温度补偿结构可将等待时间由原来的几分钟甚至十几分钟降低为十几秒甚至几秒(取决于热电偶05冷端与冷端温度传感器01的温度等因素),尤其是在批量测量热电偶冷端温度的情况下,会显著的提高测量效率,节约时间。
外壳
本发明低温干体温度校验仪的外壳包括上壳6和底座5,如图22所示,上壳6下端开放,整体扣合在底座5上并与底座5的周侧卡接固定,控制板组件2和炉体1置于上壳6与底座5所形成的外壳内;上壳6的前侧面下部开设有与测量板组件4形状和尺寸相匹配区域,前侧面上部开设有与***板组件3形状和尺寸相匹配的装配区域,上壳6的壳体61顶面开设有与炉体1上端炉口相对位的通孔63以穿套待测温度元件;为了便于散热,上壳6的壳体61顶面还设置有散热孔62,一方面用于炉体1的散热,另一方面还能够作为导流风扇26的排风的排风口。
进一步优化,上壳6的壳体61顶面与控制板组件2上端导流风扇26留有间距,这样导流风扇26工作时,不仅使控制板组件2内气流运动,还带动外壳内部的气流运动,有利于仪器整体散热。搬运时为了便于携带,上壳6上端还设置有一提手。
如图23所示,底座5作为整机的支撑部件,并与上壳6卡接固定形成仪器外壳。底座5上分布设有若干安装孔用于装配炉体1、控制板组件2、测量板组件4和上壳6;为了向仪器内提供外部空气,底座5的底面和侧面开设有若干通风槽51,用于引入外界空气以利于散热,通风槽的形式、数量、位置等根据需要进行分布设计,不做限制。
上壳6可由塑料制成,有利于减轻整个低温干体温度校验仪的重量。
以上部件按照上述连接关系组装成本发明低温干体温度校验仪,本发明低温干体温度校验仪可如下装配:将炉体1安装在底座5的靠后位置,将控制板组件2安装在底座5上临近炉体1位置并与炉体1连接,将上壳6置于底座5上并卡接于底座5的周侧固定,将测量板组件4安装在仪器上壳6的前面板下部,将***板组件3安装在上壳6前面板上部,如此完成低温干体温度校验仪的整机装配。
本发明低温干体温度校验仪中,***板31、测量板41、制冷片11-4、传感器组11-5、冷却风扇13、导流风扇26等均与控制板24电连接,上述各部件均由开关电源22供电。工作时,控制板24接收传感器组11-5采集到的温度数据、***板组件3设置的参数以及测量板组件4测量的电信号进行分析处理并生成控制指令发送到炉体1中的制冷片11-4和冷却风扇13的执行机构,从而控制炉芯11的温度,同时将处理后的数据发送到***板组件3中进行显示。
该低温干体温度校验仪采用模块化设计,炉体1和各组件之间相互独立,便于拆卸维护;控制板组件2中设置蓝牙、wifi组件,实现与外部终端无线通信,方便现场使用;采用触摸屏进行参数设置,操作效率高,使用方便;该低温干体温度校验仪结构设计合理、紧凑,体积小、重量轻,方便携带。
本领域技术人员应当理解,这些实施例或实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明,对本发明所做的各种等价变型和修改均属于本发明公开内容。
Claims (28)
1.一种低温干体温度校验仪,用于对待测温度元件进行温度校验,其特征在于,包括模块化设计的炉体(1)、控制板组件(2)、***板组件(3)以及底座(5)和上壳(6),
***板组件(3)装配在上壳的前侧面,炉体(1)与控制板组件(2)分别固定在底座(5)上,上壳(6)与底座(5)扣合形成外壳,炉体(1)和控制板组件(2)位于外壳内,上壳(6)与炉体(1)的炉口对应处开设有用于穿套待测温度元件的通孔(63),上壳(6)顶面设置若干散热孔(62)。
2.根据权利要求1所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述控制板组件(2)顶部与上壳(6)之间有间距,且控制板组件(2)顶部设置有导流风扇(26),导流风扇(26)上方设置向散热孔(62)导流的导流板(25)。
3.根据权利要求2所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述控制板组件(2)包括控制板支架(21)、开关电源(22)和控制板(24),控制板支架(21)为U形槽结构,开关电源(22)置于控制板支架(21)的U形槽中固定,控制板(24)一侧下部安装有一散热块(23),控制板(24)固定在控制板支架(21)的U形槽开口处,且控制板(24)安装有散热块(23)的一侧朝向开关电源(22);导流风扇(26)安装在开关电源(22)的顶部。
4.根据权利要求1所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述***板组件(3)包括从前向后依次设置的触摸屏面板(35)、触摸屏泡棉(34)、触摸液晶屏(33)、触摸屏支架(32)和***板(31),触摸屏面板(35)为罩状,其罩面开设与触摸液晶屏(33)形状和尺寸匹配的装配区域,***板(31)侧面设置一个或多个连接端口(36),相应的触摸屏面板(35)侧面留有接口孔(37),连接端口(36)与接口孔(37)对应安装,触摸屏泡棉(34)、触摸液晶屏(33)、触摸液晶屏支架(32)和***板(31)依序向触摸屏面板(35)罩体内叠置装配为一体。
5.根据权利要求1至4任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,还包括测量板组件(4),测量板组件(4)装配在上壳(6)的侧面,测量板组件(4)与控制板组件(2)电连接。
6.根据权利要求5所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述测量板组件(4)包括前面板(41)和测量板(42),测量板(42)上设置有多个测试连接端子,前面板(41)和测量板(42)对位叠合并于四周固定,前面板(41)与测量板(42)上测试连接端子对应处设置通孔。
7.根据权利要求6所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,测量板(42)设置有TC插座元件(43),TC插座元件(43)为一热电偶冷端温度补偿结构,其固定在测量板(42)上,其前端两个插口(041)与前面板(41)上设置的插孔对应,用于从外部插接热电偶。
8.根据权利要求1至7任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述底座(5)底面和侧面开设有通风槽(51);上壳(6)与底座(5)的周侧卡接固定。
9.根据权利要求1至8任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述上壳(6)由塑料制成。
10.根据权利要求1至9任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉体(1)包括炉芯(11)和冷却风扇(13),冷却风扇(13)放置在炉芯(11)的下方,所述炉芯(11)包括发泡保温体(11-2)、设置在发泡保温体(11-2)内部的恒温块(11-3)、安装在恒温块(11-3)上部设有的开口槽中的均热块(11-7)以及固定于发泡保温体(11-2)两侧的散热器。
11.根据权利要求10所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉芯(11)还包括多个制冷片(11-4),制冷片(11-4)安装在发泡保温体(11-2)两侧壁设有的通槽中,制冷片(11-4)一侧与置于发泡保温体(11-2)内的恒温块(11-3)接触,另一侧与散热器的热端接触。
12.根据权利要求11所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述恒温块(11-3)为类方形体,相对的两侧面设置成内凹的弧形面(11-31),恒温块(11-3)的横截面形状为两头宽中间窄的沙漏形状,恒温块(11-3)较宽的两侧面与制冷片(11-4)接触。
13.根据权利要求12所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述恒温块(11-3)的两侧弧形面(11-31)所夹持的部分,其两头最宽的部位为宽阔部(11-32),中间最窄的部位为狭窄部(11-33),宽阔部(11-32)的宽度尺寸范围为30mm至80mm,狭窄部(11-33)的宽度尺寸范围为20mm至50mm。
14.根据权利要求10至13任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉芯(11)还包括一传感器组(11-5),传感器组(11-5)包括多个传感元件,所述传感元件包括一对差分热偶、一个热电阻温度传感器和一个超温报警传感器,传感元件安装在发泡保温体(11-2)上设有的多个安装过孔中,传感元件的探头部分嵌入恒温块(11-3)中。
15.根据权利要求10至13任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉芯(11)还包括一导风板(11-6),发泡保温体(11-2)的底部为V字形结构,导风板(11-6)的横截面为V字形的长板结构,其与发泡保温体(11-2)的V字形底部叠合,且导风板(11-6)的两侧边固定在两侧散热器(11-1)的底部靠近发泡保温体(11-2)的边缘。
16.根据权利要求10至13任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉体(1)还包括一炉体支架(12),炉体支架(12)包括围框(12-1)和侧板(12-2),围框(12-1)的底部安装冷却风扇(13),侧板(12-2)设有两块,两侧板(12-2)分别安装在围框(12-1)的两侧,炉芯(11)安装在炉体支架(12)内。
17.根据权利要求10至13任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述炉体(1)还包括一由聚四氯乙烯材料制成的炉口隔热块(14)和设置在炉口隔热块(14)顶部的顶部装饰板(11-8),炉口隔热块(14)安装于炉芯(11)上端的炉口处,顶部装饰板(11-8)通过螺钉连接散热器上。
18.根据权利要求10至17任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述散热器为第一散热器(11-1),第一散热器(11-1)包括多个鳍片所形成的的鳍片组(11-11)和与鳍片组(11-11)垂向连接的均温板(11-12),所述鳍片为片状铝箔,多个鳍片平行设置且相互之间有间距;鳍片组(11-11)通过焊接、压接或粘接方式与均温板(11-12)连接为一体。
19.根据权利要求18所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述第一散热器(11-1)还包括一固定连接于均温板(11-12)上的基板(11-13),所述均温板(11-12)包括平板部(11-121),平板部(11-121)一侧与鳍片组(11-11)贴紧固定,另一侧向外延伸有一凸台部(11-122),凸台部(11-122)的内部设置有一空腔(11-123),所述空腔(11-123)的内表面为多孔结构,空腔(11-123)内填充有冷却工质;基板(11-13)上开设有一个或多个与均温板(11-12)的凸台部(11-122)的形状、尺寸相匹配的通孔(11-131),均温板(11-12)的凸台部(11-122)嵌入到通孔(11-131)中,基板(11-13)与均温板(11-12)固定连接为一体。
20.根据权利要求10至17任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述散热器为第二散热器(19-1),第二散热器(19-1)包括多个散热鳍片形成的散热鳍片组(19-11)、U形热管(19-12)和导热板(19-13),所述散热鳍片为片状铝箔,多个散热鳍片平行设置且有间距形成散热鳍片组(19-11),散热鳍片组(19-11)通过焊接、压接或粘接方式与导热板(19-13)连接为一体;U形热管包括平行设置的第一侧臂(19-121)、第二侧臂(19-122)和连接第一侧臂与第二侧臂的连接部(19-123),第一侧臂(19-121)穿插在散热鳍片组(19-11)和导热板(19-13)之间,第二侧臂(19-122)穿插在散热鳍片组(19-11)中。
21.根据权利要求20所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述U形热管内部设有空腔,空腔内填充有冷却工质,空腔内表面为多孔结构。
22.根据权利要求20或21所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述第二散热器(19-1)还包括第一侧板(19-14)和第二侧板(19-15),第一侧板(19-14)和第二侧板(19-15)分别垂直设置在导热板(19-13)的两侧形成矩形凹槽结构,导热板(19-13)位于凹槽结构的底部,散热鳍片组(19-11)设置在该凹槽结构的内部,且各散热鳍片平行于两侧的第一侧板(19-14)和第二侧板(19-14)。
23.根据权利要求22所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述第一侧板(19-14)包括紧贴散热鳍片组(19-11)的矩形基板(19-141),基板(19-141)未与导热板(19-13)相邻的三个边各向外垂向延伸出折边;第二侧板(19-15)与第一侧板(19-14)结构相同且对称设置在导热板(19-13)的两侧;所述导热板(19-13)与散热鳍片组(19-11)紧贴的一侧面设有的多个第二半圆形凹条(19-131)与散热鳍片组(19-11)设有的第一半圆形凹条(19-111)以及两侧基板(19-141)上设有的第二半圆形开口(19-142)相对组合形成第一圆孔,U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)穿插在第一圆孔中;所述基板(19-141)远离导热板(19-13)的另一侧设置有多个等间距分布的圆形通孔(19-143);所述散热鳍片组(19-11)在远离导热板(19-13)的一侧设置有多个等间距设置的第二圆孔(19-112),U型热管(19-12)的第二侧臂(19-122)穿过基板(19-141)的圆形通孔(19-143)穿插在散热鳍片组(19-11)的第二圆孔(19-112)中。
24.根据权利要求23所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,多个所述U形热管(19-12)分为两组,每组U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)紧贴,第二侧臂(19-122)等间距散开,对应的第一圆孔也分为两组,与U形热管(19-12)的第一侧臂(19-121)的形状相匹配,第二圆孔(19-112)等间距散开,与U形热管(19-12)的第二侧臂(19-122)的形状相匹配。
25.根据权利要求7至24任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述热电偶冷端温度补偿结构包括冷端温度传感器(01)、第二均热块(03)和套帽(04),第二均热块(03)设有两块且有间距,每一第二均热块(03)上连接一弹片(02),冷端温度传感器(01)安装在任一弹片(02)的上侧,热电偶(05)冷端置于弹片(02)和第二均热块(03)之间且紧贴弹片(02)和第二均热块(03),且第二均热块(03)的热容远大于弹片(02)和冷端温度传感器(01)的热容。
26.根据权利要求25所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述弹片(02)为小热容、导热性良好的弹性体,为S形结构,其尾端固定于第二均热块(03)的尾部,弹片(02)的头端上扬,靠近头端的部分自由置于第二均热块(03)的上表面;两第二均热块(03)之间加设导热胶。
27.根据权利要求25或26所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,所述热电偶冷端温度补偿结构还包括一引出线端子(06),冷端温度传感器(01)的引出线从套帽(04)的尾部引出至引出线端子(06),引出线端子(06)插接在测量板(42)上;所述套帽(04)的前端设置有两个插口,插口对应弹片(02)与第二均热块(03)之间的位置以***热电偶(05)冷端。
28.根据权利要求25至27任一项所述的低温干体温度校验仪,其特征在于,安装于弹片(02)上的冷端温度传感器(01)不与弹片(02)接触的部分加设塑料套或绝热胶;冷端温度传感器(01)通过胶粘接在弹片(02)上,弹片(02)粘接冷端温度传感器(01)的位置两侧分别设置一护板。
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