一种宽温区低温恒温槽设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是低温恒温槽领域，具体地说，是一种宽温区低温恒温槽设备。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的不断发展，以及信息技术和微处理技术特别是微电脑技术的发展，对温度传感器的要求越来越高，因此对检定温度传感器的温度场的要求就越来越高。温度场的温度均匀度与温度波动度决定了温度传感器标定的精度，要标定一种精度的温度计，要求温度场能提供高于温度传感器精度一个数量级的温度波动度。所以，用于标定温度传感器的温度场是温度传感器向更高精度发展的前提。恒温槽是以液态为导热介质，通过温度控制系统以及搅拌的作用达到设定温度，并保持其内部工作区域的温度稳定均匀，主要用作检定校准各类温度计、标准电池、标准电阻等其它计量器具所需要的恒温设备。
[0003]而随着低温技术的不断发展，低温应用在各行各业也越来越普及，电子、汽车、材料温度性能检测用的高低温试验箱，镀膜材料生产使用的低温水汽捕集器，低温生物保存用的低温保持箱，疫苗冻干制作用的冷冻干燥机，天然气低温液化以及其他气体的液化等均需要用到低温测量。低温温度测量作为低温应用不可或缺的一部分也必然随之得到发展，大量的低温温度计在使用之前均需要进行标定与定期检测，作为温度计标定的重要仪器，低温恒温槽的发展是低温技术行业发展的前提。现有恒温槽技术与设备所能达到的最低温度为_80°C，而这远远不能满足现有低温技术的要求，为了扩宽低温温区，本发明将精馏型混合工质自复叠低温制冷技术应用于恒温槽设备，最低温度可达-1oo°c，有效地扩宽了温度传感器向低温温度位的标定。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本使用新型提供了一种宽温区低温恒温槽设备，采用精馏型混合工质自复叠低温制冷技术将恒温槽的温度范围扩展到_100°C，使得温度标定的范围更宽，低温特性更好。
[0005]本实用新型的目的通过以下技术方案来实现:
[0006]—种宽温区低温恒温槽设备，制冷模块、结构模块、控制模块和恒温槽体模块，制冷模块包括压缩机、冷凝器、精馏柱、回热器、蒸发器和节流阀，采用多元混合工质作为制冷剂，实现_100°C以下的低温制冷;压缩机与冷凝器相连，冷凝器与精馏柱的柱体进口相连，精馏柱的底部出液口通过节流阀与回热器的插入点相连，精馏柱顶部的出口与回热器的高压端进口相连，回热器的高压端出口通过节流阀与蒸发器相连，蒸发器与回热器的低压进口相连，回热器的出口与精馏柱的顶部换热器相连，换热器的出口与压缩机的吸气口相连；结构模块包括支撑制冷模块各部件的支架以及保持设备外形完整美观的外形构件，控制模块包括温控器、加热功率执行器和电路板，恒温槽体模块包括酒精槽、搅拌器、加热器、温度传感器和工作溶液，作为恒温槽设备的工作腔体，槽体中溶液实现-100°c到95°C的宽温区，蒸发器放置于酒精槽中，与工作溶液直接接触，实现对工作溶液的制冷;加热器放置于酒精槽中，实现对工作溶液的加热;温度传感器测量工作溶液的温度，并将温度信号传递到控制模块中，温控器控制加热功率执行器调节加热器的加热功率，以平衡制冷系统提供的制冷量，将工作溶液的温度控制在设定值，设定值范围为-100°c到95°C，可实现± 0.01°C的控温精度，酒精槽中设有搅拌器，搅拌器的强力搅拌可实现整个酒精槽体的均匀温度分布。
[0007]作为优选，所述的压缩机采用活塞式压缩机，所述的冷凝器采用风冷冷凝器，所述的回热器采用套管换热器。
[0008]作为优选，所述的回热器为回形，放置在酒精槽的四周。
[0009]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0010]本恒温槽设备最低温度可达-100°C，总体温度范围为_100°C到95°C，能实现温度范围内每一个温度位的精确控温，比现有高精度低温恒温范围更宽。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型实施例中宽温区低温恒温槽的整体布局；
[0012]图2为本实用新型实施例中宽温区低温恒温槽中制冷模块示意图；
[0013]图3为本实用新型实施例中宽温区低温恒温槽中恒温槽体示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0015]如图1-3所示，本实用新型实施例提供了一种宽温区低温恒温槽设备，制冷模块1、结构模块2、控制模块3和恒温槽体模块4，制冷模块I包括压缩机101、冷凝器102、精馏柱103、回热器104、蒸发器105和节流阀106，采用多元混合工质作为制冷剂，实现-100°C以下的低温制冷;压缩机101与冷凝器102相连，冷凝器102与精馏柱103的柱体进口相连，精馏柱103的底部出液口通过节流阀106与回热器104的插入点相连，精馏柱1 3顶部的出口与回热器104的高压端进口相连，回热器104的高压端出口通过节流阀106与蒸发器105相连，蒸发器105与回热器104的低压进口相连，回热器104的出口与精馏柱103的顶部换热器相连，换热器的出口与压缩机101的吸气口相连;结构模块2包括支撑制冷模块各部件的支架以及保持设备外形完整美观的外形构件，控制模块3包括温控器、加热功率执行器和电路板，恒温槽体模块4包括酒精槽401、搅拌器402、加热器403、温度传感器404和工作溶液405，作为恒温槽设备的工作腔体，槽体中溶液实现_100°C到95°C的宽温区，蒸发器105放置于酒精槽401中，与工作溶液405直接接触，实现对工作溶液的制冷;加热器403放置于酒精槽中，实现对工作溶液的加热;温度传感器404测量工作溶液的温度，并将温度信号传递到控制模块3中，温控器控制加热功率执行器调节加热器403的加热功率，以平衡制冷系统提供的制冷量，将工作溶液的温度控制在设定值，设定值范围为_100°C到95°C，可实现± 0.01°C的控温精度，酒精槽中设有搅拌器402，搅拌器402的强力搅拌可实现整个酒精槽体的均匀温度分布。
[0016]所述的压缩机101采用活塞式压缩机，所述的冷凝器102采用风冷冷凝器，所述的回热器104采用套管换热器。
[0017]所述的回热器104为回形，放置在酒精槽的四周。
[0018]以12L恒温槽体为例，本具体实施制冷模块位于恒温槽设备的下部分。制冷模块3连接方式依次为:压缩机连接冷凝器，冷凝器连接精馏柱柱体进口，精馏柱底部出液口接节流阀，然后进回热器的插入点;精馏柱顶部出口接回热器高压端进口，高压端出口接主节流阀，然后进蒸发器，在蒸发器中完成低温制冷，将工作介质冷却降温，然后回到回热器低压进口，出口接精馏柱顶部换热器，换热器出口接压缩机吸气口，如此完成整个制冷循环。
[0019]本实施例以多元混合工质作为制冷剂，采用单台压缩机即可实现-100°C以下的低温制冷，实现工作溶液的低温温度。制冷系统的蒸发器和加热器浸没在酒精槽工质溶液中，在搅拌器的搅拌作用下实现部件与工作溶液之间的换热，制冷模块为工作溶液提供持续的低温制冷，温控器通过控制加热器的加热功率来实现温度位的高精度控制。
[0020]制冷模块主要部件安装于恒温槽设备的下部，回热器为回形，放置在酒精槽的四周，整个回热器以及酒精槽体采用聚氨酯发泡进行保温。控制模块安装与设备的上部，以触摸屏实现各项参数的显示以及接收用户的指令。
[0021]以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。
【主权项】
1.一种宽温区低温恒温槽设备，其特征在于，制冷模块(1)、结构模块(2)、控制模块(3)和恒温槽体模块(4)，制冷模块(I)包括压缩机(101)、冷凝器(102)、精馏柱(103)、回热器(104)、蒸发器(105)和节流阀(106)，压缩机(101)与冷凝器(102)相连，冷凝器(102)与精馏柱(103)的柱体进口相连，精馏柱(103)的底部出液口通过节流阀(106)与回热器(104)的插入点相连，精馏柱(103)顶部的出□与回热器(104)的高压端进□相连，回热器(104)的高压端出口通过节流阀(106)与蒸发器(105)相连，蒸发器(105)与回热器(104)的低压进口相连，回热器(104)的出口与精馏柱(103)的顶部换热器相连，换热器的出口与压缩机(101)的吸气口相连;结构模块(2)包括支撑制冷模块各部件的支架以及保持设备外形完整美观的外形构件，控制模块(3)包括温控器、加热功率执行器和电路板，恒温槽体模块(4)包括酒精槽(401)、搅拌器(402)、加热器(403)、温度传感器(404)和工作溶液(405)，作为恒温槽设备的工作腔体，槽体中溶液实现_100°C到95°C的宽温区，蒸发器(105)放置于酒精槽(401)中，与工作溶液(405)直接接触，实现对工作溶液的制冷;加热器(403)放置于酒精槽中，实现对工作溶液的加热；温度传感器(404)测量工作溶液的温度，并将温度信号传递到控制模块(3)中，温控器控制加热功率执行器调节加热器(403)的加热功率，以平衡制冷系统提供的制冷量，将工作溶液的温度控制在设定值，设定值范围为_100°C到95°C，可实现± 0.01°C的控温精度，酒精槽中设有搅拌器(402)。2.根据权利要求1所述的一种宽温区低温恒温槽设备，其特征在于，所述的压缩机(101)采用活塞式压缩机，所述的冷凝器(102)采用风冷冷凝器，所述的回热器(104)采用套管换热器。3.根据权利要求1所述的一种宽温区低温恒温槽设备，其特征在于，所述的回热器(104)为回形，放置在酒精槽的四周。
【专利摘要】本实用新型公开了一种宽温区低温恒温槽设备，制冷模块包括压缩机、冷凝器、精馏柱、回热器、蒸发器和节流阀，压缩机与冷凝器相连，冷凝器与精馏柱的柱体进口相连，精馏柱的底部出液口通过节流阀与回热器的插入点相连，精馏柱顶部的出口与回热器的高压端进口相连，回热器的高压端出口通过节流阀与蒸发器相连；结构模块包括支撑制冷模块各部件的支架以及保持设备外形完整美观的外形构件，控制模块包括温控器、加热功率执行器和电路板，恒温槽体模块包括酒精槽、搅拌器、加热器、温度传感器和工作溶液。本实用新型最低温度达-100℃，总体温度范围为-100℃到95℃，能实现温度范围内每一个温度位的精确控温，比现有高精度低温恒温范围更宽。
【IPC分类】G01D18/00, B01L7/02, G01K15/00, F25B41/06
【公开号】CN205236003
【申请号】CN201521029091
【发明人】陈福胜, 任彬, 杨定宇, 张逸波, 甘志利
【申请人】上海利正卫星应用技术有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2015年12月10日