一种小体积试件测试装置的制作方法

本实用新型属于高低温快速控制技术领域，具体涉及一种小体积试件测试装置。

背景技术：

快速温变装置广泛应用在各个行业。一般的工作流程是：高温或恒温一段时间，以一定的速率或者在一定时间内到达低温，低温恒温一段时间，再以一定的速率或者在一定时间内到达高温。如此反复循环。目前，满足该要求的快速温变装置有多种。一种是快速温变高低温试验箱。结构和常规的高低温试验箱相同，在原有配置基础上增加制冷功率和加热功率，以满足要求。受限于高低温试验箱的结构、空间限制，这种快速温变高低温试验箱的温变速率不能做的太快。以温度范围85～-55度为例，升降温速率一般在20度/min以内。超出该速率的，压缩机功率和加热器功率需要配置很大。在升温阶段，加热器是100%工作，在降温阶段，压缩机是最大功率输出。而在恒温阶段，压缩机和加热器都不是全功率工作。恒温时间比升温时间和降温时间都长很多。这样就造成配置的浪费。由于压缩机功率的大幅增加，其他制冷部件也要增加配置，原有高低温试验箱结构、尺寸需要重新设计，增加了制造成本。

技术实现要素：

本实用新型在于解决现有技术中存在的不足之处，提供一种测试槽体积小、控温精度高、温变速率快的小体积试件测试装置。

一种小体积试件测试装置，包括测试液槽和设置在测试液槽内的换热管，所述测试液槽设有第一温度检测器。

所述换热管穿过测试液槽通过低温循环泵将冷却液抽入换热管。

所述测试液槽内设有环形板，环形板将测试液槽分割成内测试液槽和外液槽，所述内测试液槽底部与外液槽通过高温循环泵将内测试液槽的液体与外液槽内的液体循环。

所述测试液槽内设有高温加热器。

所述环形隔板与测试液槽同心。

所述换热管的外表面换热面积（m2）和测试液槽体积（m3）之比不小于10（1/m）。

所述换热管可采用螺旋形铜管或带翅片的铜管或带肋的铜管。

所述换热换可设置在环形板与测试液槽之间的腔体。

低温循环泵出口管路并联有阀门。

高温恒温状态：测试液槽内第一温度检测器的温度保持恒定，此时，高温循环泵运行，低温循环泵停止运行，plc控制测试液槽内的高温加热器使测试液温度处于设定高温；

高温快速降温状态：高温加热器停止工作，测试液槽内第一温度计的温度以一定的速率或设定的时间内下降至设定低温，此时，高温循环泵运行，低温循环泵运行或者制冷系统工作将换热管降温，低温换热管对测试液槽内的高温导热油降温；

低温恒温状态：测试液槽内第一温度计的温度保持恒定，此时，高温加热器停止工作，高温循环泵运行，低温循环泵或制冷系统运行，换热管降温控制第一温度计稳定在设定温度；

升温状态：测试液槽内第一温度计的温度以一定的速率或设定时间内升高至设定高温，此时，高温循环泵运行，制冷系统或低温循环泵停止工作，plc控制高温加热器工作使测试液槽升温。换热管可采用制冷系统降温，也可采用低温循环泵通入低温液体给换热管降温。

本实用新型的测试液槽可采用圆筒结构，圆筒内有一个环形隔板。环形隔板与测试液槽同心，底部与测试液槽焊接。环形隔板将测试液槽分为内外两部分，内外两部分的顶部是相通的。高温循环泵与测试液槽连接，高温循环泵进口位于测试液槽的环形隔板之内，出口位于环形隔板之外，能够将测试液槽内的液体抽入环形板与测试液槽之间的腔体（即外液槽）。外液槽内液体再进入内测试液槽内，高温循环泵运行时，高温导热油在环形隔板内外进行循环，实现测试液槽内温度均匀性。换热管采用螺旋换热盘管。测试液槽中心部位设有高温加热器，在测试液槽适当的位置安装有第一温度计，避免第一温度计触碰到高温加热器和换热管，试件可从测试液槽顶部安放到测试液槽中，并被高温导热油浸泡。

本实用新型的装置能够实现大的温度范围，快的温变速率调整，关键点在于：在高温、低温均能保持合适粘度、换热系数的导热油；高效率的换热盘管；较低的制冷温度；匹配的测试液槽、低温液槽容积。经过多次试验测试，一些经验性结论是：在温度范围内，导热油粘度要小于10mpa·s，换热系数要大于0.15w/（m·k）。换热盘管可以是铜管、带翅片的铜管和带肋的铜管。在满足安装试件的前提下，尽量减少测试液槽中高温导热油体积，增加换热盘管面积。换热盘管的外表面换热面积（m2）和测试液槽体积（m3）之比不小于10（1/m）。

本实用新型的测试液槽内液体温度从200度到低温-120度，本实用新型的装置适用于试件尺寸小，温度变化范围大，温变速率快的试验测试。可以实现温度范围+200～-120度，温度变化速率可达到60度/min，具有能耗小、体积小、控制精度高的特点。本实用新型的装置能够对小体积的试件进行测试，小体积如实验室中使用的试管；温度变化速率可控，满足线性变化。设备功率和体积小，适应办公室电压、空间限制。相比快速温变高低温试验箱、温度冲击试验箱，本发明装置占地减少了1/3，功率减少了1/2，电压等级从380v降低至220v，适用于办公室的电压、空间；零部件数量减少了1/5，没有复杂易坏的推杆、风门等部件，可靠性大大提高；而且能实现10～50度/min之间的任意速率，适用于各种温变速率的试件。因此，本发明具有能耗小、体积小、控制精度高的特点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型实施例7的结构示意图；

图3为本实用新型实施例8的结构示意图；

7低温循环泵；8测试液槽；9高温加热器；10高温循环泵；11换热管；12第一温度计；13环形板；14试件；15阀门。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

实施例1：如图1所示，一种小体积试件测试装置，包括测试液槽8和设置在测试液槽8内的换热管11，所述换热管11穿过测试液槽8，所述测试液槽8设有第一温度检测器。

所述换热管11穿过测试液槽8通过低温循环泵7将冷却液抽入换热管11。在温度范围内，高温导热油和低温导热油粘度要小于10mpa·s，换热系数要大于0.15w/（m·k）。

实施例2与实施例1的区别为：所述测试液槽8内设有环形板13，环形板13将测试液槽8分割成内测试液槽8和外液槽，所述内测试液槽8底部与外液槽通过高温加热器10将内测试液槽8的液体与外液槽内的液体循环。

实施例3与实施例2的区别为：所述测试液槽8内设有高温加热器9。

实施例4与实施例3的区别为：所述环形隔板与测试液槽8同心。

实施例5与实施例4的区别为：所述换热管11的外表面换热面积（m2）和测试液槽8体积（m3）之比不小于10（1/m）。

实施例6与实施例5的区别为：所述换热管11可采用螺旋形铜管或带翅片的铜管或带肋的铜管。

实施例7：如图2所示，与实施例6的区别为：换热管11位于环形板13与测试液槽8之间的空间内，加热器也位于环形板13与测试液槽8之间的空间内（图中未画出）。本实施例的优点是环形板13内没有加热器和换热器，温度更均匀，可以放置更多试件14。

实施例8：如图3所示，与实施例7的区别为：低温循环泵7出口管路变窄，且在出口管路处并联安装一个阀门15。在高温快速降温状态，阀门打开，大流量的低温导热油经过换热管11，加快测试槽内高温导热油降温速度。在低温恒温状态，阀门15关闭，阀门采用电磁阀流道变窄，低温导热油流量大大减少，流量足够维持测试槽内处于低温状态。本实施例的优点是更充分利用低温导热油储存的冷量，减少压缩机的配置。

高温恒温状态：测试液槽8内第一温度检测器的温度保持恒定，此时，高温加热器10运行，低温循环泵7停止运行，plc控制测试液槽8内的高温加热器9使测试液温度处于设定高温；

高温快速降温状态：高温加热器9停止工作，测试液槽8内第一温度计12的温度以一定的速率或设定的时间内下降至设定低温，此时，高温加热器10运行，低温循环泵7运行或者制冷系统工作将换热管11降温，低温换热管11对测试液槽8内的高温导热油降温；

低温恒温状态：测试液槽8内第一温度计12的温度保持恒定，此时，高温加热器9停止工作，高温加热器10运行，低温循环泵7或制冷系统运行，换热管11降温控制第一温度计12稳定在设定温度；

升温状态：测试液槽8内第一温度计12的温度以一定的速率或设定时间内升高至设定高温，此时，高温加热器10运行，制冷系统或低温循环泵7停止工作，plc控制高温加热器9工作使测试液槽8升温。换热管11可采用制冷系统降温，也可采用低温循环泵7通入低温液体给换热管11降温。