[發明專利]低溫恒溫池實驗平臺

在審

• 申請號: 201610040814.7
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105536907A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳耀鋒;李麗娟;張俊峰;丁懷況;丁先庚;武義鋒;何超峰;蘇玉磊;羅智
• 申請（專利權）人: 安徽萬瑞冷電科技有限公司
• 主分類號: B01L9/02
• 分類號: B01L9/02;B01L7/00
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及低溫工程溫度調節與控制領域，具體為低溫恒溫池實驗平臺。

背景技術

目前，在低溫工程的溫度調節與控制領域，對于外形為圓盤狀，直徑尺寸小于400mm的金屬固體的溫度調節與控制技術基本成熟。這是因為小直徑的圓盤狀金屬結構形式簡單，便于熱（或冷）量的傳遞；圓盤狀的外形表面便于加熱塊的布置以及與冷源制冷機的表面進行連接固定；而且固體的導熱系數較大，故而控制的響應時間相應較短。但是，在低溫工程實踐中，我們常常還會遇到需要對長度大于1000mm的長圓筒體內的氣體進行溫度調節與控制的問題。相對于小直徑的規則固體而言，現有技術對長圓筒體內氣體溫度調節與控制問題的解決卻沒有很好的方案。主要原因在于以下幾點：一、長圓筒體的外表面為弧形面，與冷源制冷機平面間的連接不易實現，需設計轉接結構才能實現兩者間的有效緊密連接；二、長圓筒體與制冷機間的轉接結構使兩者之間不再是簡單的一維熱傳導，導熱熱阻增加較多，而且導熱面積在各結構件上也不再相等，增加了熱傳導的影響因素；三、相對于單一的純固體傳導，冷量由制冷機傳遞到長圓筒體內的氣態空間還需要綜合考慮固體與氣體間的熱傳導、熱對流及氣體與氣體間的熱傳導因素，熱傳導方式不再單一，復雜很多；四、在控制的響應時間方面，除長圓筒體長度大于1000mm使熱傳導路徑變長增加響應時間外，氣體的導熱系數遠遠小于固體的導熱系數也使控制的響應時間大大增加。對于以上技術瓶頸，現有的技術方案顯然無法解決。

發明內容

本發明的目的是提供一套低溫恒溫池實驗平臺，以解決現有技術中無法解決的對長度大于1000mm的長圓筒狀氣態空間進行溫度調節與控制的問題。

為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案為：

低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：包括有制冷機、真空杜瓦組件、熱橋、加熱塊、恒溫池組件；所述真空杜瓦組件包括有真空杜瓦筒體，真空杜瓦筒體的兩端側壁的中部安裝有真空杜瓦石英玻璃光窗，真空杜瓦筒體的底部設有真空杜瓦支撐底座，真空杜瓦筒體的前、后側壁上分別設有實驗平臺進氣組件、實驗平臺出氣組件；所述恒溫池組件包括有恒溫池長圓筒體，恒溫池長圓筒體的兩端側壁的中部安裝有恒溫池石英玻璃光窗，恒溫池長圓筒體上套裝有數組恒溫池抱箍，每組恒溫池抱箍的兩個恒溫池抱箍上端面之間通過恒溫池抱箍連接板連接，各個恒溫池抱箍連接板上端面上分別設有恒溫池墊片；所述制冷機安裝在真空杜瓦組件的真空杜瓦筒體上，真空杜瓦筒體與制冷機安裝法蘭相連，制冷機冷頭位于真空杜瓦筒體內部，且制冷機冷頭的右視方向中心面與真空杜瓦筒體的右視方向中心面重合；所述真空杜瓦筒體內位于制冷機冷頭下方設有熱橋、加熱塊、恒溫池組件，但不與它們相接觸；所述制冷機冷頭與恒溫池組件之間通過熱橋連接，熱橋為兩塊對稱布置的彎折板，熱橋的一端連接制冷機冷頭，另一端連接恒溫池墊片；所述熱橋表面對稱布置有數個加熱塊；所述恒溫池組件處于熱橋正下方，且恒溫池長圓筒體與真空杜瓦筒體同軸，恒溫池長圓筒體的右視方向中心面與真空杜瓦筒體的右視方向中心面重合。

所述的低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：所述熱橋與制冷機冷頭間、熱橋與加熱塊間、熱橋與恒溫池墊片間的所有接觸面均填充銦片，并通過黃銅螺栓緊固連接。

所述的低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：所述熱橋、恒溫池長圓筒體、恒溫池抱箍、恒溫池抱箍連接板、恒溫池墊片均為紫銅加工而成。

所述的低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：所述恒溫池長圓筒體長度范圍為1000mm~1500mm。

所述的低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：所述加熱塊、恒溫池抱箍、恒溫池墊片的位置均可獨立地自由移動，便于對低溫恒溫池實驗平臺的熱傳導路徑進行調節。

所述的低溫恒溫池實驗平臺，其特征在于：所述恒溫池長圓筒體內部氣態空間壓力始終低于一個標準大氣壓，且氣態空間在77K~200K范圍內的整體溫度均勻性，通過調節熱傳導路徑及調節加熱功率的輸出可以控制在1K以內。

本發明的有益效果在于：

第一、本發明解決了低溫工程中關于長度大于1000mm的長圓筒體內壓力低于一個標準大氣壓氣體的溫度調節與控制問題，而且能夠將此氣態空間的溫度均勻性控制在1K以內；

第二、本發明結構上實現了長圓筒體弧形表面與冷源表面間的有效緊密連接，為冷量由冷源高效的傳遞到長圓筒體內部的氣態空間創造了有利的條件；