[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

本發明提供了一種寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，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。本發明還提供了一種使用上述寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統的恒溫方法。本發明利用液氮的蒸發潛熱而形成低溫氮氣，并可實現?150℃極低溫溫場超均勻的極低溫環境；利用加熱器，可實現300℃極高溫溫場超均勻的極高溫環境。

技術領域

本發明涉及恒溫箱設備領域，具體地，涉及一種寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統與恒溫方法，特別是一種可實現極低溫極高溫溫場超均勻的小型恒溫箱系統與恒溫方法。

背景技術

近年來，隨著科技以及生活水平的提高，在各類科研實驗室中，對具有均勻溫場的恒溫箱要求越來越多，對溫度要求也越來越高。常用的恒溫箱一般在-30-200℃左右，這很難滿足新興科技的要求。在食品行業、醫學行業、疫苗行業、航空航天行業中，多種新材料、新工業需要在更低或/和更高的溫度環境進行各種實驗。

低溫、高溫恒溫箱循環及控制等領域，已經有很多科研人員進行了研究。經對現有技術的文獻檢索發現，專利文獻CN204592847U，公開了一種用于管路低溫循環加載試驗系統，使用增壓用液氮儲槽與安全閥組連接，安全閥組與低溫電動調節閥連接，低溫電動調節閥與汽化器的液相進口連接，汽化器的氣相出口與安全閥組連接，安全閥組與截止閥連接，截止閥與加注用液氮儲槽的氣枕增壓進口連接，在截止閥與氣枕增壓進口之間設置有放空閥，截止閥與回收用液氮儲槽的氣枕增壓進口連接，截止閥與氣枕增壓進口之間設置有放空閥，截止閥與緩沖罐的液氮進口連接。據該專利文獻自述，用循環液氮對試驗件進行冷卻和增壓，可以滿足所需流量和壓力的循環液氮，且流量和壓力可調節。但是該專利文獻只提供了液氮或氮氣，無法控制溫度，更無法實現高溫。

專利文獻CN102156492A公開了一種用于大空間試驗室的溫度控制系統，包括兩側壁風道、頂部風道、冷風機、電加熱器、制冷機、冷卻盤管。兩側壁風道下端開有回風口，在兩側壁風道內，回風口上方均安裝有冷風機、冷風機下方均設置有冷卻盤管，冷卻盤管與側壁風道外的制冷機相連。冷風機上方設置有電加熱器。側壁風道與頂部風道相通，頂部風道上開有送風孔。大空間試驗室的內壁面采用金屬材料或在內壁面上設置金屬冷板，且在大空間的壁面上涂有保溫材料，使冷量損失減小。據該專利文獻自述優點在于：通過冷風機對大空間試驗室降溫，通過微調電加熱器對環境溫度的精確控制；通過頂部風道上的送風孔，使大空間試驗室中溫差更小，還可促進冷風與空間中空氣的良好換熱，使溫度均勻性更好。但是該專利文獻只能用于溫度不是很高的場合，最低溫度沒超過-25℃。另外，送冷風的送風方向和送熱風的送風方向一樣，這不利于溫場溫度的均勻性。

專利文獻CN206382023U公開了一種塑料化學實驗恒溫箱，包括保溫箱和恒溫箱，所述保溫箱設置有進氣孔道和出氣孔道，在保溫箱內側固定安裝有保溫層，在保溫層內側固定安裝有保溫層壁板，在保溫層壁板內側設置有循環通道，所述保溫箱上側設置有轉軸，在轉軸上側固定安裝有箱門，恒溫箱設置有擋風板，所述擋風板設置有進風孔，在恒溫箱內側固定安裝有擋板，在恒溫箱內側固定安裝有溫度感應器，在恒溫箱內設置有加熱器；構造合理，材質是塑料，減輕了總體重量，塑料的傳熱系數小，可以起到很好的保溫作用，風孔實現對恒溫箱全方位供熱，使恒溫箱內的加熱更均勻，提高了恒溫箱的恒溫效果，風循環通道實現對熱能的循環利用，減少了能耗，提高了保溫效果。但是該專利文獻使用的是塑料材質，其溫場溫度很難到達極低溫度或極高溫度。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統與恒溫方法。

根據本發明提供的寬溫度范圍均勻溫場恒溫箱系統，包含恒溫箱、布氣結構以及調溫子系統；所述恒溫箱內部形成恒溫空間；