[發(fā)明專利]一種直接對真空室內(nèi)被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱的溫控裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610784826.0
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN106406379B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁征難;孫雯君;成永軍;習(xí)振華
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州空間技術(shù)物理研究所
• 主分類號: G05D23/20
• 分類號: G05D23/20
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心11120
• 代理人: 楊志兵,李愛英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種溫控裝置，具體涉及一種直接對真空度大于等于10^-5Pa，溫度大于等于100℃的高溫高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)中被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱的溫控裝置，屬于高真空計量校準(zhǔn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

真空計量要求真空量值準(zhǔn)確統(tǒng)一，而為了達(dá)到這個要求，真空計就必須進(jìn)行定期校準(zhǔn)。常規(guī)的真空計校準(zhǔn)工作大多在實(shí)驗(yàn)室溫度下(23℃)進(jìn)行的。但真空計的實(shí)際使用環(huán)境是多種多樣的，如果不考慮溫度對真空計校準(zhǔn)結(jié)果的影響，會導(dǎo)致真空度測量的不準(zhǔn)確。所以研究溫度對真空計校準(zhǔn)的影響，提出合理的溫度修正方法，提高不同溫度環(huán)境下真空度測量的準(zhǔn)確性，是一項(xiàng)重要的研究工作，具有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用價值。而開展此項(xiàng)工作需要解決的首要問題，就是設(shè)計出能夠在真空室內(nèi)對被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行精確加熱的溫控系統(tǒng)。因?yàn)闇囟茸兓瘜φ婵斩葴y量的準(zhǔn)確性有著直接的影響。現(xiàn)有真空系統(tǒng)的溫控系統(tǒng)，其加熱方式主要為在真空系統(tǒng)真空室外部纏繞加熱或者加熱管進(jìn)行加熱，加熱功耗高，且加熱溫度一般不超過200℃,有些系統(tǒng)還需要配備水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，真空室內(nèi)部的溫度均勻性和穩(wěn)定性均較差。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種直接對真空室內(nèi)被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱的溫控裝置，所述溫控裝置直接在真空室內(nèi)部對被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱，可加熱溫度范圍大，加熱功率低，溫度均勻性好，且由于真空保溫作用，溫度穩(wěn)定性好，無需水循環(huán)冷卻系統(tǒng)，對真空室其他部分溫度影響小；為高溫下對高真空量程真空計進(jìn)行精確校準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種直接對真空室內(nèi)被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱的溫控裝置，所述溫控裝置主要包括它由塊狀加熱單元、溫度傳感器、電控單元、加熱夾具和加熱夾具底座；

其中，所述加熱夾具由凹加熱塊和凸加熱塊組成；所述凹加熱塊和凸加熱塊均為異形柱結(jié)構(gòu)，在所述凹加熱塊的一個側(cè)面上加工有半圓形凹槽，在所述凸加熱塊的一個側(cè)面上加工有半圓形凸起；

所述塊狀加熱單元為兩塊，分別與所述加熱夾具的凹加熱塊和凸加熱塊緊密連接；所述加熱夾具與所述加熱夾具底座固接，所述加熱夾具的凹加熱塊的下凹面和與凸加熱塊的上凸面相對布置，并所述下凹面與上凸面之間形成被校準(zhǔn)真空計的加熱腔，所述被校準(zhǔn)真空計位于所述加熱腔中，且所述凸加熱塊上凸起的圓心到所述加熱夾具幾何中心的距離等于所述加熱腔的間隙等于所述凸起半徑的1.2倍；所述溫度傳感器設(shè)置在所述被校準(zhǔn)真空計上，且所述溫度傳感器和所述塊狀加熱單元均與所述電控單元通過電連接。

進(jìn)一步的，所述的加熱單元為長方體結(jié)構(gòu)，其表面加工平面度小于0.5mm。

更進(jìn)一步的，所述的加熱單元材質(zhì)為無氧銅。

進(jìn)一步的，所述的溫控傳感器的溫度測量精度為0.1℃，對溫度變化響應(yīng)時間小于0.1秒。

進(jìn)一步的，所述的電控單元其對加熱單元功率的控制精度小于1％，響應(yīng)時間小于0.1秒。

進(jìn)一步的，所述的加熱夾具的材質(zhì)為無氧銅。

進(jìn)一步的，所述的加熱夾具采用整體加工方法制備。

進(jìn)一步的，所述加熱夾具底座與加熱夾具的接觸面，與高溫高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)真空室的接觸面的材質(zhì)均為陶瓷。

有益效果

(1)本發(fā)明所述溫控裝置的可直接對真空室內(nèi)被校準(zhǔn)真空計進(jìn)行加熱，且加熱溫度范圍大，功率低，加熱區(qū)域溫度均勻性和穩(wěn)定性高；

加熱夾具的加熱區(qū)域幾何尺寸符合“二線場模型”等勢線分布；將被校準(zhǔn)真空計真空腔室置于圖3中加熱區(qū)域中的矩形陰影部分區(qū)域，且所述加熱夾具幾何中心與被校準(zhǔn)真空計真空腔室?guī)缀沃行闹睾希捎谠搮^(qū)域位于“二線場模型”中等勢面內(nèi)，溫度一致性最佳，可以確保最佳的溫度穩(wěn)定性，同時對外界的溫度影響最小，從而確保對被校準(zhǔn)真空計加熱的均勻性和穩(wěn)定性；為高溫下對高真空量程的真空計進(jìn)行精確校準(zhǔn)提供了基礎(chǔ)。

(2)本發(fā)明所述溫控裝置的加熱單元為長方體結(jié)構(gòu)，其相當(dāng)于“二線場模型”中的選態(tài)磁鐵，通過長方體結(jié)構(gòu)的加熱單元提供熱源，進(jìn)一步的保證了所述溫控裝置的熱均勻性和穩(wěn)定性。

(3)本發(fā)明所述溫控裝置的溫控傳感器、電控單元均為高精度儀器，且加熱夾具的材質(zhì)為導(dǎo)熱性優(yōu)異的無氧銅，可有效減少電控誤差，

(4)本發(fā)明所述溫控裝置的加熱夾具底座與加熱夾具的接觸面，與高溫高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)真空室的接觸面的材質(zhì)均為陶瓷，可有效減少夾具與高溫高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)的熱傳遞，進(jìn)而提高溫控的精確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述高溫高真空校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述溫控裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；