CN210322335U - 一种用于光通信器件测试的台式低温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于光通信器件测试的台式低温装置，结构为低温槽模块底部与一级制冷模块上部恒温铜板通过导热硅垫连接，低温槽模块与一级制冷模块通过各自外部保温结构铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；一级制冷模块底部与二级制冷模块上部导热铜板通过导热硅垫连接，一级制冷模块与二级制冷模块通过各自外部保温结构铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；低温槽模块、一级制冷模块和二级制冷模块的铝外壳用螺丝锁紧成一个整体外壳，控制模块安装在整体外壳上，控制模块分别与低温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块相连。本实用新型可有效地解决光通信器件生产过程中的低温在线测试需求，本装置可有效地推广到其他小型产品的生产在线测试领域。

Description

一种用于光通信器件测试的台式低温装置

技术领域

本实用新型属于低温测试设备领域，涉及一种台式低温装置。

背景技术

作为光通信的核心部件，光通信无源器件是一种体积小、非常精密的器件，由于其使用环境复杂多变，有室内、有室外、有寒冷的北方、也有高温高湿的南方等，对其可靠性要求极高，因此在该器件生产的时候，要求对其常温、高温、低温(-40℃)性能进行测试，以保证其指标能在实际工作环境中达到要求。而光通信无源器件需求量大，在实际生产中就要求低温与高温测试设备能做到在线测试，要求设备体积小、便于操作、可靠性高。

传统的低温测试设备，能达到-40℃都是通过压缩机制冷，体积大、设备成本高、无法实现在线测试，因此不适用于生产，再就是市面上体积小的低温测试台只能达到-10℃左右，无法满足光通信器件的低温测试要求。

发明内容

本实用新型针对现有测试设备存在的问题，提供了一种小巧的用于光通信器件测试的台式低温装置。本实用新型可以有效地解决光通信器件生产过程中的低温在线测试需求，本装置可以有效地推广到其他小型产品的生产在线测试领域。

现将本实用新型的技术解决方案叙述如下：

一种用于光通信器件测试的台式低温装置，包括低温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块、控制模块；其特征在于：四个模块采用模块化设计，在结构上互相独立，低温槽模块的底部与一级制冷模块上部的恒温铜板通过导热硅垫连接，保证导热性，低温槽模块与一级制冷模块通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；一级制冷模块的底部与二级制冷模块上部的导热铜板通过导热硅垫连接，保证导热性，一级制冷模块与二级制冷模块通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；低温槽模块的铝外壳、一级制冷模块的铝外壳、二级制冷模块的铝外壳用螺丝锁紧成一个整体外壳，控制模块安装在整体外壳上，控制模块分别与低温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块相连。

所述低温槽模块由外部保温结构、不锈钢槽、冷媒、四个测温探头组成；由铝外壳与保温石棉组成的外层保温结构包裹不锈钢槽，不锈钢槽中装满冷媒，不锈钢槽上小下大，在不锈钢槽顶部开长条形孔，该孔在测试时可以让被测件方便放入冷槽，又可以减少冷媒与空气的接触面与热交换；在不锈钢槽内底部固定放置四个测温探头，四个测温探头通过数据线与控制模块相连，测定冷媒的温度；其中冷媒由乙醇与水的混合物组成，根据不同的测试温度要求，配置不同比例的乙醇水混合物。

所述一级制冷模块由外部保温结构、恒温铜板、四个测温探头、四个半导体制冷器、散热铜板组成；恒温铜板下方安装四个半导体制冷器，恒温铜板与四个半导体制冷器的制冷面相连，四个半导体制冷器下方安装散热铜板；四个测温探头分别安装在恒温铜板的内部，且分别处于四个半导体制冷器的正上方，四个测温探头分别与控制模块相连，测量恒温铜板的温度；由铝外壳、保温石棉组成的外部保温结构包裹在恒温铜板、半导体制冷器和散热铜板四周，恒温铜板与散热铜板之间的空隙填满保温石棉。

所述二级制冷模块由导热铜板、四个半导体制冷器、四个测温探头、外部保温结构、散热片、四个风扇、环境温度测温探头组成；导热铜板下方安装四个半导体制冷器，导热铜板与四个半导体制冷器的制冷面相连，四个半导体制冷器下方安装散热片，四个测温探头分别安装在导热铜板的内部，且分别处于四个半导体制冷器的正上方，四个测温探头分别与控制模块相连，测量导热铜板的温度；四个风扇分别安装在散热片底部并与控制模块相连，对散热片进行散热；环境温度测温探头安装在散热风扇进风口并与控制模块相连，测量环境温度；由铝外壳、保温石棉组成的外部保温结构包裹在恒温铜板、半导体制冷片、散热片四周，导热铜板与散热片之间的空隙填满保温棉。

所述控制模块由测温电路、电源、控制电路、检测电路、显示屏、设置输入电路、信号处理器组成；测温电路分别与恒温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块的测温探头相连，监测各个点的温度；检测电路与电源相连，通过监测电源状态来监测半导体制冷器与散热风扇的工作状态；控制电路分别与一级制冷模块和二级制冷模块的半导体制冷器、二级制冷模块的散热风扇相连，控制半导体制冷器、散热风扇的工作；信号处理器与测温电路、电源、控制电路、检测电路、显示屏、设置输入电路相连。

本实用新型与现有技术相比，有以下几个优点：采用两级半导体制冷方案，热交换通道四周采用保温结构包裹，减少外界环境温度对热交换通道的影响；分级测温、根据各个测温点的实际温度及各级制冷模块的状态，通过信号处理器进行计算，调节半导体制冷器、散热风扇的工作状态，实现闭环控温；各模块实现模块化设计，通过控制模块进行集中监测，能有效监测各个模块的工作状态，便于维修维护。

附图说明

图1为本实用新型的控制框图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的低温槽模块结构示意图。

图4为本实用新型的一级制冷模块结构示意图。

图5为本实用新型的二级制冷模块结构示意图。

图6为本实用新型的控制模块示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型作进一步的描述。

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1、2所示，一种用于光通信器件测试的低温装置，包括低温槽模块1、一级制冷模块2、二级制冷模块3、控制模块4；低温槽模块1、一级制冷模块2、二级制冷模块3、控制模块4采用模块化设计，在结构上互相独立。低温槽模块1的底部与一级制冷模块2上部的恒温铜板22通过导热硅垫11连接，保证导热性，低温槽模块1与一级制冷模块2通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝12锁紧成一体；一级制冷模块2的底部与二级制冷模块3上部的导热铜板28通过导热硅垫13连接，保证导热性，一级制冷模块2与二级制冷模块3通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝14锁紧成一体；低温槽模块1的铝外壳、一级制冷模块2的铝外壳、二级制冷模块3的铝外壳用螺丝锁紧成一个整体外壳，控制模块 4安装在整体外壳上；控制模块4通过温度检测线5与低温槽模块1的四个测温探头19相连；控制模块4通过温度检测线6、制冷控制线7分别与一级制冷模块2的四个测温探头25、四个半导体制冷器23相连；控制模块4通过温度检测线8、制冷控制线9、风扇控制线10与二级级制冷模块 3四个测温探头32、四个半导体制冷器29、四个风扇相连。

如图1、3所示，所述低温槽模块由铝外壳15与保温石棉16组成的外部保温结构、不锈钢槽17、冷媒18、四个测温探头19组成；由铝外壳15 与保温石棉16组成的外部保温结构包裹不锈钢槽17，起到保温作用，减少不锈钢槽17与外界的热交换，有助于冷媒保持在低温，减小设备的制冷功耗；不锈钢槽17中装满冷媒18，不锈钢槽17上小下大，在不锈钢槽顶部开长条形孔，该孔在测试时可以让被测件方便放入冷媒18中，又可以减少冷媒18与空气的接触面，减少两者的热交换，有助于冷媒18保持在低温，减小设备的制冷功耗；在不锈钢槽17底部固定放置4个测温探头19，四个测温探头19通过温度检测线5与控制模块4相连，测定冷媒18的四个不同点的温度，以检测冷媒的内部温度是否均匀；由于冷媒18是液体，被测量的器件可以很好地与冷媒接触，可以让被测件快速由常温降到低温，同时保证被测件的各个部位受冷均匀；其中冷媒18由乙醇与水的混合物组成，根据不同的测试温度要求，配置不同比例的乙醇水混合物。不同测试温度对冷媒的乙醇与水混合物的比例要求如下表：

如图1、4所示，所述一级制冷模块由铝外壳20与保温石棉21组成的外层保温结构、恒温铜板22、四个半导体制冷器23、散热铜板24、四个测温探头25组成；恒温铜板22下方安装四个半导体制冷器23，恒温铜板 22与四个半导体制冷器23的制冷面相连，四个半导体制冷器23下方安装散热铜板24；四个测温探头25分别安装在恒温铜板22的内部，且分别处于四个半导体制冷器23的正上方，四个测温探头25通过温度检测线6与控制板4相连，测量恒温铜板22的温度；四个半导体制冷器23分别通过制冷控制线7与控制模块4相连；由铝外壳20、保温石棉21组成的外层保温结构包裹在恒温铜板22、半导体制冷片23、散热铜板24的四周，恒温铜板22与散热铜板24之间的空隙填满保温石棉21。

如图1、5所示，所述二级制冷模块由铝外壳26与保温石棉27组成的外层保温结构、导热铜板28、四个半导体制冷器29、散热片30、四个散热风扇31、四个测温探头32、环境温度测温探头33组成；导热铜板28下方安装四个半导体制冷器29，导热铜板28与四个半导体制冷器29的制冷面相连，四个半导体制冷器29下方安装散热片30；四个测温探头32安装在导热铜板28的内部，且分别处于四个半导体制冷器29的正上方，四个测温探头32分别通过温度检测线8与控制模块4相连，测量导热铜板28 的温度；四个半导体制冷器29分别通过制冷控制线9与控制模块4相连；四个散热风扇31安装在散热片30底部，对散热片30进行散热，四个散热风扇31分别通过风扇控制线10与控制模块4相连；环境温度测温探头33 安装在散热风扇31进风口，通过温度检测线8与控制模块4相连，测量环境温度；由铝外壳26、保温石棉27组成的外部保温结构包裹在导热铜板 28、半导体制冷片29、散热片30四周，导热铜板28与散热片30之间的空隙填满保温棉27。

如图1、6所示，所述控制模块由测温电路34、控制电路35、信号处理器36、电源37、检测电路38、设置输入电路39、显示屏40组成；控制模块4的测温电路34通过温度检测线5与低温槽模块1的四个测温探头 19相连，控制模块4的测温电路34通过温度检测线6与一级制冷模块2 的四个测温探头25相连，控制模块4的测温电路34通过温度检测线8与二级制冷模块3的四个测温探头32和环境温度测温探头33相连，监测各个点的温度；控制模块4的控制电路35通过制冷控制线7与一级制冷模块 2的四个半导体制冷器23相连，控制模块4的控制电路35通过制冷控制线9与二级级制冷模块3的四个半导体制冷器29相连，控制模块4的控制电路35通过风扇控制线10与二级制冷模块3的四个散热风扇31相连；信号处理器36通过各个温度监测点回传的各个监测点的温度，经过运算，通过制冷控制线控制各级制冷模块的各个半导体制冷片、散热风扇的工作状态，以保证低温冷媒的温度恒定在通过设置输入电路39设定的温度，并将设置温度与实际冷媒温度显示在显示屏40上。本实用新型的测温电路34、控制电路35、信号处理器36、检测电路38、设置输入电路39均为现有电路，直接购买。

Claims (6)

1.一种用于光通信器件测试的台式低温装置，包括低温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块、控制模块；其特征在于：低温槽模块的底部与一级制冷模块上部的恒温铜板通过导热硅垫连接，低温槽模块与一级制冷模块通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；一级制冷模块的底部与二级制冷模块上部的导热铜板通过导热硅垫连接，一级制冷模块与二级制冷模块通过各自外部保温结构的铝外壳上定位槽用螺丝锁紧成一体；低温槽模块的铝外壳、一级制冷模块的铝外壳、二级制冷模块的铝外壳用螺丝锁紧成一个整体外壳，控制模块安装在整体外壳上，控制模块分别与低温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于光通信器件测试的台式低温装置，其特征在于：所述低温槽模块由外部保温结构、不锈钢槽、冷媒、四个测温探头组成；由铝外壳与保温石棉组成的保温结构包裹不锈钢槽，不锈钢槽中装满冷媒，在不锈钢槽内底部固定放置四个测温探头；四个测温探头与控制模块相连。

3.根据权利要求2所述的一种用于光通信器件测试的台式低温装置，其特征在于：所述的不锈钢槽上小下大，在不锈钢槽顶部开长条形孔。

4.根据权利要求1所述的一种用于光通信器件测试的台式低温装置，其特征在于：所述一级制冷模块由恒温铜板、四个测温探头、四个半导体制冷器、外部保温结构、散热铜板组成；恒温铜板下方安装四个半导体制冷器，恒温铜板与四个半导体制冷器的制冷面相连，四个半导体制冷器下方安装散热铜板；四个测温探头分别安装在恒温铜板的内部，且分别处于四个半导体制冷器的正上方；由铝外壳、保温石棉组成的外部保温结构包裹在恒温铜板、半导体制冷器和散热铜板四周，恒温铜板与散热铜板之间的空隙填满保温石棉。

5.根据权利要求1所述的一种用于光通信器件测试的台式低温装置，其特征在于：所述二级制冷模块由导热铜板、四个半导体制冷器、四个测温探头、外部保温结构、散热片、四个风扇、环境温度测温探头组成；导热铜板下方安装四个半导体制冷器，导热铜板与四个半导体制冷器的制冷面相连，四个半导体制冷器下方安装散热片，四个测温探头分别安装在导热铜板的内部，且分别处于四个半导体制冷器的正上方，四个测温探头分别与控制模块相连；四个风扇分别安装在散热片底部并与控制模块相连；环境温度测温探头安装在散热风扇进风口并与控制模块相连；由铝外壳、保温石棉组成的外部保温结构包裹在恒温铜板、半导体制冷片、散热片四周，导热铜板与散热片之间的空隙填满保温棉。

6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的一种用于光通信器件测试的台式低温装置，其特征在于：所述控制模块由测温电路、电源、控制电路、检测电路、显示屏、设置输入电路、信号处理器组成；测温电路分别与恒温槽模块、一级制冷模块、二级制冷模块的测温探头相连；检测电路与电源相连；控制电路分别与一级制冷模块和二级制冷模块的半导体制冷器、二级制冷模块的散热风扇相连；信号处理器与测温电路、电源、控制电路、检测电路、显示屏、设置输入电路相连。

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