一种小型分体式快速温变高低温实验箱的制作方法

本实用新型属于高低温实验箱领域，具体涉及一种小型分体式快速温变高低温实验箱。

背景技术：

高低温实验箱主要适用于工业产品高温、低温的可靠性试验。对电子电工、汽车摩托、航空航天、船舶兵器、高等院校、科研单位等相关产品的零部件及材料在高温、低温交变或循环变化的情况下，检验其各项性能指标。许多工业产品在测试过程需要根据测试场景要求进行姿态变换，目前常见的高低温实验箱均为整体结构，对于此类产品的检测不易进行，只能通过手动开启实验箱工作室进行工件姿态的变换，次过程带来的主要问题是：1、工作室开启过程中测试环境温度变化，导致测试结果偏差；2、手动改变工件姿态引入测试过程的不确定参数增加且不可记录；3、整体结构对于空间限制测试环境提出更高的要求。

技术实现要素：

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是提供一种小型分体式快速温变高低温实验箱。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种小型分体式快速温变高低温实验箱，包括工作室，还包括散热系统和控制系统，所述工作室的外壁上设置有制冷片、加热片和散热器，制冷片等分地设置在工作室的外壁上，加热片等分地设置在工作室的外壁上，制冷片和加热片依次错开设置，散热器设置在制冷片上，散热器与散热系统连通，制冷片、加热片和散热系统均与控制系统连接。

所述制冷片为半导体制冷片，半导体制冷片的冷面紧贴在工作室的外壁上，散热器设置在半导体制冷片的热面，半导体制冷片的热面设置有导热硅脂，散热器和半导体制冷片通过压片固定压紧在工作室的外壁上，压片与工作室的外壁固定连接。

所述加热片为硅橡胶加热片或半导体制冷片，加热片为硅橡胶加热片时，硅橡胶加热片通过导热双面胶设置在工作室的外壁上；加热片为半导体制冷片时，半导体制冷片的热面通过导热硅脂紧贴在工作室的外壁上，半导体制冷片通过压片固定压紧在工作室的外壁上，压片与工作室的外壁固定连接。

所述散热器为水冷头，散热系统包括水箱、水冷排、循环泵和散热风扇，水冷头、水冷排和水箱之间通过循环泵依次循环连通，散热风扇与水冷排临近设置。

还包括用于工作室测试的姿态调整机构，姿态调整机构包括支架、联结件、底板和减速电机，底板的两端设置有联结件，底板与联结件组成u型结构，联结件分别与支架旋转活动连接，其中一侧的联结件与减速电机传动连接，减速电机与控制系统连接，工作室设置在底板上。

还包括用于工作室测试的压力调整机构，压力调整机构设置在底板的下方，压力调整机构包括与工作室内部连通的气嘴，气嘴上设置有真空压力传感器，气嘴与真空泵连通，气嘴与真空泵的通路上设置有真空挡板阀，真空挡板阀用于断开真空泵与气嘴的连通关系，真空压力传感器和真空挡板阀均与控制系统连接。

还包括用于提升工作室的至少一个提升机构，提升机构包括设置在底板下方的提升底座，提升底座上设置有电动推杆，电动推杆的上部穿过底板与工作室连接，电动推杆与控制系统连接。

所述工作室内设置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器均与控制系统连接。

所述控制系统包括用于显示和控制的人机交互触摸屏，人机交互触摸屏与控制系统链接。

所述散热系统集成设置在散热箱中，散热箱的底部设置有脚轮，控制系统集成设置在控制盒中，控制盒设置在散热箱的上方，工作室设置在工作箱中，工作箱设置在控制盒的上方。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型提供的实验箱可以实现工作室的多角度、多姿态变换，同时可以将工作室部分放置于桌面进行操作，简单方便。工作室部分与散热系统连接部分采用插接形式，方便搬运使用。散热系统将制冷片产生的热量通过散热系统散发到环境中，通过循环换热保证制冷片高效工作。散热系统具有脚轮，方便实验箱的搬运。与传统的高低温实验箱相比，在由加热/制冷状态转化为制冷/加热状态时，不需要预先恢复到室温，冷热可实现即时转换；同时，使用半导体制冷片制备的高低温实验箱，降温速率快，可以达到8-10℃/min，同时分体式结构操作便携。

附图说明

图1是实验箱的立体结构示意图。

图2是实验箱的正面结构示意图。

图3是实验箱的背面结构示意图。

图4是工作室的结构示意图。

图5是实验箱的俯视结构示意图。

图6是散热箱的立体结构示意图。

图7是散热箱的正面结构示意图。

图中，1是工作室，2是控制系统，3是散热箱，4是姿态调整机构，5是压力调整机构，6是提升机构，7是工作箱，8是控制盒，9是防护罩，11是制冷片，12是加热片，13是压片，21是人机交互触摸屏，31是水冷头，32是水冷排，33是水箱，34是散热风扇，35是脚轮，41是支架，42是联结件，43是底板，44是减速电机，51是气嘴，52是真空挡板阀，53是真空压力传感器，61是提升底座，62是电动推杆。

具体实施方式

如图1～7所示，一种小型分体式快速温变高低温实验箱，主要用于测试工业产品，满足工业产品在测试场景中的姿态变换等要求。包括工作室1，工作室1为柱状体，可以为桶状、方柱状等其他形状，工作室1是具备工业样品所需的高温、低温、真空等测试环境的腔体，测试使用时，工作室1是密闭的；还包括散热系统、姿态调整机构4、压力调整机构5、提升机构6和控制系统2，散热系统、姿态调整机构4、压力调整机构5和提升机构6均与控制系统2连接。工作室1在制冷的时候会产生热量，为了使工作室1的制冷片11高效稳定工作，散热系统用于将制冷片11产生的热量散发到环境中去；控制系统2用于控制实验箱中的功能部件动作，控制系统2包括用于显示和控制的人机交互触摸屏21，人机交互触摸屏21和控制系统2链接，人机交互触摸屏21可以设置工作室1的各种工作环境，控制散热系统、姿态调整机构4、压力调整机构5、提升机构6的工作模式，还可以显示工作室1内工作的环境参数。

散热系统集成设置在散热箱3中，散热箱3的底部设置有脚轮35，利用脚轮35方便移动散热箱以及高低温实验箱，控制系统2集成设置在控制盒8中，控制盒8设置在散热箱3的上方，工作室1设置在工作箱7中，工作箱7设置在控制盒8的上方。

工作室1的外壁上设置有制冷片11、加热片12和散热器，散热器为水冷头31，制冷片11和加热片12依次错开设置。制冷片11为半导体制冷片，半导体制冷片等分地设置在工作室1的外壁上，半导体制冷片的冷面紧贴在工作室1的外壁上，水冷头31设置在半导体制冷片的热面，半导体制冷片的热面设置有导热硅脂，水冷头31和半导体制冷片通过压片13固定压紧在工作室1的外壁上，压片13覆盖在水冷头31上，通过将压片13的两端与工作室1的外壁固定连接，从而将水冷头31和半导体制冷片压紧。水冷头31与散热系统连通，半导体制冷片和散热系统均与控制系统2连接，控制系统2为半导体制冷片和散热系统供电。

半导体制冷片同一般机械制冷相比，不需要马达、泵、压缩机等机械运动部件，因而不存在磨损和噪声，也不需要氮、氟利昂之类的制冷工质、制冷剂及其传输管路；半导体制冷片具有结构紧凑、体积小、寿命长、制冷迅速、冷热转换快、操作简单、无环境污染等特点。半导体制冷片还可以通过改变正负极方向实现制冷与加热转换，冷面变为热面，热面变为冷面，实现制冷与加热转换，冷热转换快速，操作简单。

加热片12等分地设置在工作室1的外壁上，加热片12为硅橡胶加热片，硅橡胶加热片通过导热双面胶设置在工作室1的外壁上，硅橡胶加热片与控制系统2连接，控制系统2为硅橡胶加热片供电。硅橡胶加热片是一种通电即发热的薄片，硅橡胶加热片中的加热元件采用镍铬丝镍铬箔蚀刻成一定的形状，两面包以导热绝缘材料，经高温模压成形及老化热处理而成，因此具有很高的可靠性，是一般的以石墨浆、电阻浆等任何浆料印刷在绝缘材料上的电热膜不能比拟的。

进一步的，加热片12还可以为半导体制冷片，该半导体制冷片的热面通过导热硅脂紧贴在工作室1的外壁上，该半导体制冷片通过压片13固定压紧在工作室的外壁上，压片13与工作室1的外壁固定连接。还可以通过改变半导体制冷片正负极方向实现制冷与加热的转换。

散热系统包括水箱33、水冷排32、循环泵和散热风扇34，水冷头31、水冷排32和水箱33之间通过循环泵依次循环连通，散热风扇34与水冷排32临近设置。水冷头31中的水与半导体制冷片的热面发生热交换变为热水，水冷头31中的热水流进水冷排32，通过散热风扇34将水冷排32中水的热量带走，然后再汇集到水箱33中，再经由循环泵的作用力流到水冷头31中，如此循环。

姿态调整机构4用于工作室测试的时候调整工作室1的姿态角度，姿态调整机构4做俯仰转动，用于改变工作室1的俯仰角，从而调整工作室1内工业产品的姿态角度。姿态调整机构4包括支架41、联结件42、底板43和减速电机44，底板43的两端设置有联结件42，并且底板43的两端与联结件42的下端固定连接，底板43与联结件42组成u型结构，联结件42分别与支架41销轴连接，也就是支架41不动，联结件42可以相对支架41做俯仰运动；其中一侧的联结件42与减速电机44输出轴键连接，减速电机44的输出轴与联结件42相垂直，减速电机44的输出轴转动时，带动联结件42做与减速电机44的输出轴同方向的俯仰转动，即周向摆动。减速电机44与控制系统2连接，工作室1设置在工作箱7中，工作箱7设置在底板43上。减速电机44转动输出时，带动输出轴转动，输出轴在减速电机44自身减速器的作用下，输出轴做一定角度的俯仰转动，从而带动联结件42做与减速电机44的输出轴同方向的俯仰转动，联结件42与其下端的底板43固定连接为一体结构，联结件42俯仰转动带动底板43做俯仰转动，底板43上的工作室1跟随底板43做俯仰运动，从而改变工作室1以及工作室1内工业产品的俯仰角。支架41的底端与控制盒8的上方固定连接。需要时，可以将工作室1连同控制盒8拿到其他地方进行实验。

压力调整机构5用于工作室测试的时候改变工作室1内的真空压力，压力调整机构设置在底板43的下方。压力调整机构5包括与工作室1内部连通的气嘴51，气嘴51上设置有真空压力传感器53，气嘴51与真空泵连通，气嘴51与真空泵的通路上设置有真空挡板阀52，真空挡板阀52用于断开真空泵与气嘴51的连通关系，真空压力传感器53和真空挡板阀52均与控制系统2连接。控制系统2控制真空挡板阀52的开启与关闭，从而控制真空泵与气嘴51的连通关系。真空压力传感器53用于检测工作室内的真空度，将检测信息传输给控制系统2，并通过人机交互触摸屏21进行显示。

提升机构6用于提升工作室1的高度，方便更换待检测工业品，工作室至少需要一个提升机构6，为了提升工作室1时保证工作室1的稳定性，在地板43的下方对角设置两个提升机构6，提升机构6包括设置在底板43下方的提升底座61，提升底座61上设置有电动推杆62，电动推杆62的上部穿过底板43与工作室1连接，电动推杆62与控制系统2连接。

底板43的下方设置有防护罩9，压力调整机构5和提升机构6的部分结构均设置在保护罩9内，防护罩9用于防护压力调整机构5和提升机构6不受外界破坏。

工作室1内设置有温度传感器和湿度传感器，温度传感器和湿度传感器均与控制系统2连接，并将检测到的温度和湿度发送给控制系统2，并可以通过人机交互触摸屏21进行显示。

本实用新型的工作方式为：依照上述连接关系设置本实用新型的实验箱，对于工作室1，可以在工作室1桶体内增加散热翅片、散热面表面粗糙度等参数加快温变速率。制冷片11、加热片12、散热器流量、散热风扇34等功能部件的参数都可以根据工作室1的环境要求作出适应性改变。

当工业产品需要在低温环境下进行测试时，通过控制系统2为半导体制冷片通电，半导体制冷片通电制冷，从而使工作室1内部降温，同时散热系统将半导体制冷片产生的热量散发到环境中去。

当工业产品需要在高温环境下进行测试时，通过控制系统2为硅橡胶加热片或者半导体制冷片通电制热，从而使工作室1内部升温。

当工业产品需要在不同姿态角度的环境下进行测试时，通过控制系统2控制减速电机44转动一定角度，减速电机44转动一定角度，带动联结件42、底板43以及工作室1转动一定角度从而使工作室1内的工业产品保持在一定的俯仰角度下进行测试。

当工业产品需要在不同真空度的环境下进行测试时，通过控制系统2调节真空挡板阀52，使真空泵抽完工作室1内的气体后，关闭真空挡板阀52，隔绝工作室1与外部的气体流通，从而保持工作室1内的真空度。

当工作室1中需要更换待检测的工业产品时，打开工作箱7的顶部，通过控制系统2控制电动推杆62升高，电动推杆62升高带动工作室1升高，从而使工作室1的高度超出工作箱7的高度，进而方便更换待检测的工业产品。

当工业产品需要在混合环境下进行测试时，可以分别调整，以使工作室1达到混合环境。

以上所述，仅是本实用新型的优选实施方式，并不是对本实用新型技术方案的限定，应当指出，本领域的技术人员，再本实用新型技术方案的前提下，还可以作出进一步的改进和改变，这些改进和改变都应该涵盖在本实用新型的保护范围内。