[實用新型]水三相點瓶自動凍制與保存裝置

有效

• 申請號: 201420512011.3
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN204346611U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 李福學
• 申請（專利權）人: 北京三原兆興科技有限公司
• 主分類號: G01K15/00
• 分類號: G01K15/00
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本實用新型涉及一種用于對水三相點瓶進行自動凍制與保存的裝置，以及對所述水三相點瓶進行自動凍制與保存的方法。?

背景技術

水三相點是熱力學溫度固定點，它是由特殊工藝制作的水三相點瓶來復現的。通常水三相點瓶的內部處于純水和水蒸氣二相狀態，為了實現三相共存，需凍制三相點瓶，使水結冰，從而達到冰、水、水蒸氣三相共存狀態，理論上表征三相共存的物理量溫度是唯一的，賦值為0.01℃。?

通常凍制水三相點瓶的傳統手工方法有二種：1)液氮、液氧或干冰等冷媒直接倒入水三相瓶的中心阱內，瓶內的水瞬間結冰，形成放射狀冰花，然后由底往上，一層層凍制，直到三相點瓶上部凍完，由下往上形成冰套，水三相點瓶凍制完成。2)將水三相點瓶放在有機械制冷的低溫浴內，浴的溫度要＜-4℃，純水不會自然結冰，需外部進行干擾或刺激，通常采用的辦法是將三相點瓶從低溫浴中取出，進行輕度的搖晃，看其能否結冰，若不能結冰，再放回低溫浴中繼續冷卻，重復上述過程直到三相點瓶結冰，凍制方可完成。?

然而，采用傳統手工方法凍制水三相點瓶的缺點有三點：速凍容易使瓶凍裂，凍制水三相點瓶的冷媒介質溫度很低，如最常用的液氮為77K(-196℃)，將如此低溫的液氮倒入水三相點瓶阱8內，稍有不慎或方法不得當，就會使瓶子凍裂，即使凍制好之后，由于凍制冷媒介質的溫度過低，冰套形成放射狀無規則分布，呈白色，俗稱“過冷”，其溫度低于水三相點溫度，使得示值出現過大偏差，此時需要在保存器內放置至少12小時使其回冷，影響工作效率。在低溫浴內凍制時，要不時的取出瓶子搖晃，也容易造成水三相點瓶的損壞。現在單支水三相點瓶加上檢定費較高，容易造成經濟損失。?

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種全自動的水三相點自動凍制與保存裝置，從根本上解決手工凍制易于損壞瓶體、過冷而造成三相點溫度示值偏低，以及回冷過程延誤時間，影響工作效率的問題。?

本實用新型提供了一種水三相點自動凍制與保存裝置，其包括：制冷恒溫槽，在該制冷恒溫槽中具有液體介質，該制冷恒溫槽包括混合區和工作區；壓縮機制冷機組，該壓縮機制冷機組對所述液體介質進行制冷；其特征在于：制冷恒溫槽的工作區中具有水三相點?瓶。?

其中，進一步包括攪拌電機，所述攪拌電機位于所述制冷恒溫槽的混合區。?

其中，進一步包括隔板，所述隔板位于制冷恒溫槽中，將所述制冷恒溫槽分為混合區和工作區。?

其中，所述隔板的下半部分具有過液孔。?

其中，進一步包括控制模塊，所述控制模塊控制對水三相點瓶的凍制和/或保存狀態。?

其中，進一步包括第一溫度計，所述第一溫度對所述制冷恒溫槽中的液體介質的溫度進行檢測。?

其中，進一步包括第二溫度計，所述第二溫度計設置在水三相點瓶中，與所述水三相點瓶的阱底接觸，所述第二溫度計用于檢測水相點凍制中的相變瞬態溫度突變。?

其中，所述控制模塊在第二溫度計檢測到相變瞬態溫度突變時，控制所述裝置進入保存狀態。?

本實用新型提供一種水三相點自動凍制與保存方法，其包括：采用壓縮機制冷機組對制冷恒溫槽中的液體進行制冷；采用攪拌電機對制冷恒溫槽的混合區中的液體進行攪拌；對位于制冷恒溫槽中的水三相點瓶進行制冷；控制模塊控制對水三相點瓶的凍制和/或保存狀態。?

其中，利用第一溫度對所述制冷恒溫槽中的液體介質的溫度進行檢測。?

其中，利用第二溫度計檢測水相點凍制中的相變瞬態溫度突變，所述第二溫度計設置在水三相點瓶中，與所述水三相點瓶的阱底接觸。?

其中，控制模塊設定保持狀態的溫度值。?

其中，當第一溫度計檢測到所述液體介質的溫度低于某預定溫度值時，降低壓縮機制冷機組的制冷功率。?

其中，當第二溫度計檢測到相變瞬態溫度突變后，關閉所述壓縮機制冷機組，控制模塊將裝置進入保存狀態。?

本實用新型實現了水三相點瓶完整的自動凍制與保存。克服了傳統手工凍制易于損壞瓶子以及費工、費時的弊端，大幅提高了工作效率。采用壓縮機制冷技術，實現了緩慢降溫凍制，使三相點瓶內冰的晶格分布均勻、不過冷，凍制后便可使用。即凍即用，省時省力。而以往用液氮等制冷劑凍制方法，產生過冷至少要在保存器中回冷12小時方可使用，否則水三相點值偏低。實現隨凍隨用，可不必長時間開機保存，使用方便且節省能源，利于環境保護。?

附圖說明

圖1水三相點自動凍制與保存裝置示意圖；?