[發明專利]寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統與恒溫方法

在審

• 申請號: 201810041515.4
• 申請日: 2018-01-16
• 公開（公告）號: CN108295917A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 陸紫生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B01L7/00
• 分類號: B01L7/00;B01L1/02;B01L1/00;F25D31/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 莊文莉

1.一種寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，包含恒溫箱(9)、布氣結構以及調溫子系統；所述恒溫箱(9)內部形成恒溫空間；

布氣結構連通恒溫空間與恒溫箱(9)外部空間；所述布氣結構包含上布氣單元與下布氣單元，上布氣單元與下布氣單元分別設置在恒溫箱(9)上下兩端；

所述調溫子系統與布氣結構相連，調溫子系統包含冷源單元、換熱單元以及循環單元，冷源單元與循環單元均與換熱單元相連。

2.根據權利要求1所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，所述換熱單元包含氣液換熱器(21)、加熱器(4)以及第七閥門(22)；

氣液換熱器(21)包含氣路側與液路側；液路側的一端與冷源單元相連，液路側的另一端與加熱器(4)的一端相連；氣路側的一端與循環單元相連，氣路側的另一端通過第七閥門(22)與加熱器(4)的一端相連；加熱器(4)的另一端與上布氣單元相連。

3.根據權利要求2所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，所述冷源單元包含液氮罐(1)、蒸發器(3)、第一閥門(2)以及第六閥門(20)；

液氮罐(1)分別連接至第一閥門(2)的一端、第六閥門(20)的一端；第一閥門(2)的另一端與蒸發器(3)的一端相連，蒸發器(3)的另一端與加熱器(4)的一端相連；第六閥門(20)的另一端與液路側的一端相連。

4.根據權利要求3所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，所述循環單元包含四通閥(17)、風機(19)、第四閥門(16)以及第五閥門(18)；

四通閥(17)包含第一接口、第二接口、第三接口以及第四接口；第一接口與氣路側的一端相連；風機(19)與第五閥門(18)并聯后連接至第二接口與第四接口；第三接口通過第四閥門(16)連接至下布氣單元。

5.根據權利要求4所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，還包含第二閥門(8)、第三閥門(15)以及排氣管(11)；

排氣管(11)與下布氣單元相連，所述第三閥門(15)設置在排氣管(11)上；所述第三閥門(15)與上布氣單元相連。

6.根據權利要求1所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，上布氣單元包含依次布置的頂部分管(5)、頂部布氣腔(6)、頂部布氣板(7)；下布氣單元包含依次布置的底部分管(14)、底部布氣腔(13)、底部布氣板(12)；

所述頂部分管(5)與底部分管(14)均貫穿設置在恒溫箱(9)的壁面上。

7.根據權利要求1所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，其特征在于，所述恒溫箱(9)上設置有保溫層(10)，保溫層(10)位于恒溫箱(9)的內側和/或外側。

8.一種使用權利要求1至7中任一項所述的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統的恒溫方法，其特征在于，包含以下步驟：

低溫場形成步驟：利用液氮罐(1)釋放冷源氮氣對恒溫空間進行降溫；

高溫場形成步驟：利用加熱器(4)加熱空氣形成熱源氣體對恒溫空間進行加熱。

9.根據權利要求8所述恒溫方法，其特征在于，所述低溫場形成步驟包含以下步驟：

排氣步驟：打開第一閥門(2)，液氮進入到蒸發器(3)后蒸發成氮氣，氮氣進入到加熱器(4)，再依次通過頂部分管(5)、頂部布氣腔(6)、頂部布氣板(7)、底部布氣板(12)、底部布氣腔(13)、底部分管(14)后，通過第三閥門(15)進入排氣管(11)，當恒溫空間內充滿氮氣時，關閉第一閥門(2)與第三閥門(15)；

冷循環步驟：打開第六閥門(20)，液氮進入到氣液換熱器(21)后蒸發成氮氣，氮氣進入到加熱器(4)，再依次通過頂部分管(5)、頂部布氣腔(6)、頂部布氣板(7)、底部布氣板(12)、底部布氣腔(13)、底部分管(14)后，經過第四閥門(16)進入第三接口，從第二接口中流出后通過風機(19)和/或第五閥門(18)流至第四接口，再從第一接口流出后依次通過氣液換熱器(21)、第七閥門(22)進入加熱器(4)。

10.根據權利要求8所述恒溫方法，其特征在于，所述高溫場形成步驟包含以下步驟：空氣通過風機(19)和/或第五閥門(18)后，流入到第四接口，從第三接口流出后，依次通過第四閥門(16)、底部分管(14)、底部布氣腔(13)、底部布氣板(12)、頂部布氣板(7)、頂部布氣腔(6)、頂部分管(5)后，進入到加熱器(4)，再依次通過第七閥門(22)、氣液換熱器(21)流入第一接口，從第二接口流出至風機(19)和/或第五閥門(18)。