[發(fā)明專利]超低溫恒溫抓握棒裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010184103.X
• 申請(qǐng)日: 2010-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN101852703A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁立;李晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/18
• 分類號(hào): G01N3/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

(一)技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種用于測試手套低溫防護(hù)能力的超低溫(-130℃)恒溫(溫差＜3℃)抓握棒裝置。

(二)背景技術(shù)：

在航天、低溫超導(dǎo)和液氮制冷等領(lǐng)域都會(huì)遇到穿戴手套抓握超低溫(-100℃)物體的情況，此類手套必須具有很好的低溫防護(hù)能力。但是目前低溫防護(hù)手套并沒有相應(yīng)的測試裝置來評(píng)價(jià)其性能，特別是測試溫度低于-100℃的專用超低溫抓握棒尚未出現(xiàn)。本發(fā)明可根據(jù)測試要求，提供從常溫到-130℃的超低溫恒溫抓握棒(棒溫度變化＜2℃，棒兩段溫差＜3℃)，用于不同低溫防護(hù)手套耐低溫能力的測試。

(三)發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種超低溫恒溫抓握棒裝置，用來測試低溫防護(hù)手套的耐低溫能力。根據(jù)測試要求，可提供從常溫到-130℃的抓握棒，且能夠滿足棒上溫度均勻恒定(棒溫度變化＜2℃，棒兩段溫差＜3℃)。利用此測試裝置可檢驗(yàn)手套耐低溫能力是否達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

本發(fā)明為一種超低溫恒溫抓握棒裝置，如圖1所示，本裝置主要分為4部分：制冷系統(tǒng)、恒溫系統(tǒng)、測溫系統(tǒng)和抓握系統(tǒng)。

制冷系統(tǒng)為有壓杜瓦瓶，通過瓶中的液氮來提供超低溫。

恒溫系統(tǒng)包括恒溫罐、加熱片、溫度控制器。恒溫系統(tǒng)的主要功能將液氮?dú)饣玫降蜏氐獨(dú)猓ㄟ^液氮閥門以及加熱片溫度控制氮?dú)獾臏囟龋ＷC低溫氮?dú)鉁囟群愣ㄇ疫_(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

測溫系統(tǒng)由溫度傳感器、巡檢儀和計(jì)算機(jī)組成。主要功能是采集、實(shí)時(shí)監(jiān)測并記錄測溫點(diǎn)的溫度值，保證恒溫棒的溫度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。

抓握系統(tǒng)主體為抓握棒。抓握棒為一內(nèi)置逆流熱交換裝置的金屬空心棒。其逆流熱交換裝置為八片導(dǎo)熱折流板。逆流熱交換裝置中的低溫氮?dú)饬鲗?duì)棒外壁進(jìn)行降溫。逆流熱交換裝置的功能是對(duì)流入的氮?dú)膺M(jìn)行逆流熱交換，使得抓握棒各處溫度保證均勻恒定。

如圖1所示，制冷系統(tǒng)A是實(shí)現(xiàn)超低溫的核心。有壓杜瓦瓶8中的液氮進(jìn)入恒溫系統(tǒng)B。恒溫系統(tǒng)B的主體為恒溫罐2。液氮通過液氮入口10進(jìn)入恒溫罐2，在其中氣化膨脹為超低溫氮?dú)狻Ｒ旱跉饣蔀榈獨(dú)獾倪^程中需要吸收熱量，這個(gè)熱量由加在恒溫罐外壁上的加熱片3提供的，加熱片的溫度由溫度控制器4控制。若輸出氮?dú)鉁囟冗^高，可開啟液氮補(bǔ)償閥門13進(jìn)行補(bǔ)償。從氮?dú)獬隹?4輸出的低溫氮?dú)獾臏囟瓤赏ㄟ^調(diào)節(jié)恒溫罐2上的兩個(gè)閥門(液氮閥門11、液氮補(bǔ)償閥門13)以及加熱片3的溫度來控制實(shí)現(xiàn)。恒溫罐2外包裹保溫層17，采用保溫材料(如石棉、棉花等)進(jìn)行保溫，使低溫氮?dú)獾睦淞亢图訜崞臒崃勘３衷诒夭牧蟽?nèi)，避免過多的熱量損失。恒溫罐體壓力計(jì)16可用來監(jiān)測罐內(nèi)氣體壓力，保證其在設(shè)定的實(shí)驗(yàn)壓力范圍內(nèi)。

測溫系統(tǒng)C通過溫度傳感器5測溫，溫度傳感器5與巡檢儀6相連，可把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，巡檢儀6輸出端接計(jì)算機(jī)7，通過基于組態(tài)王軟件平臺(tái)開發(fā)的溫度數(shù)據(jù)采集軟件可實(shí)時(shí)顯示抓握棒1外壁溫度，指導(dǎo)閥門的開度。

低溫氮?dú)馔ㄟ^杜瓦管9進(jìn)入抓握系統(tǒng)D。抓握系統(tǒng)D的核心為抓握棒1，其中內(nèi)置八片導(dǎo)熱折流板20，低溫氮?dú)夥譃樗穆酚傻獨(dú)馊肟?8流入，氮?dú)獬隹?9流出，在棒中沿箭頭所示方向進(jìn)行流動(dòng)。導(dǎo)熱折流板20兩側(cè)氮?dú)膺M(jìn)行逆流熱交換，使棒兩端溫度保持均勻恒定，不因外界影響而產(chǎn)生較大溫差。

本發(fā)明為一種超低溫恒溫抓握棒裝置，其優(yōu)點(diǎn)及功能為：有壓杜瓦瓶中液氮為冷源，利用恒溫罐得到均勻恒定的超低溫氮?dú)饬鳎⑼ㄟ^抓握棒中的逆流熱交換裝置使氮?dú)庠诎糁心媪鲹Q熱，以得到抓握棒外壁溫度均勻恒定。能夠提供超低溫、恒溫、小溫差的抓握棒，從而對(duì)手套的耐低溫能力進(jìn)行評(píng)價(jià)測試。

(四)附圖說明：

圖1.本發(fā)明超低溫恒溫抓握棒裝置示意圖

1.抓握棒????????2.恒溫罐??????????3.加熱片

4.溫度控制器????5.溫度傳感器??????6.巡檢儀

7.計(jì)算機(jī)????????8.有壓杜瓦瓶??????9.杜瓦管

A.制冷系統(tǒng)??????B.恒溫系統(tǒng)????????C.測溫系統(tǒng)

D.抓握系統(tǒng)

圖2.恒溫罐流體進(jìn)出口示意圖

10.液氮入口?????11.液氮閥門???????12.液氮補(bǔ)償入口

13.液氮補(bǔ)償閥門?14.超低溫氮?dú)獬隹?15.超低溫氮?dú)忾y門

16.罐體壓力計(jì)???17.保溫層

圖3.抓握棒導(dǎo)熱折流板示意圖

18.氮?dú)馊肟?????19.氮?dú)獬隹????????20.導(dǎo)熱折流板

(五)具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明如何實(shí)施作進(jìn)一步的說明：