CN101893506A - 一种温度试验用装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种温度试验用装置，包括控温平台、智能温度调节器和恒温循环器，所述控温平台自上至下由冷板、冷面向上的温差电致冷组件和水套构成，与温差电致冷组件接触的冷板面上粘结有陶瓷加热器，冷板中置有温度测量器。本装置采用大功率温差电致冷器，大幅提高了工作温度范围；采用AI-708P程序型智能温度调节器控制PTC陶瓷加热器进行温度补偿，实现高精度自动温控；采用HX-1050型恒温循环器，使循环液体的温度范围保持在-10℃-50℃，满足本装置的散热要求，减少了试验能耗，降低了使用成本，适用于无源光纤器件和瓦级功耗光电器件、集成组件等小功率光电产品的高温贮存、低温贮存、高低温循环和高温老化等试验。

Description

一种温度试验用装置
技术领域
本发明属于温差电应用技术领域，特别是涉及一种温度试验用装置。
背景技术
随着光纤通信技术的迅速崛起和成熟，无源光纤器件、瓦级功耗的光电器件、集成光纤光电组件等小功率光电产品在空间等高新技术领域得到广泛应用。通常上述产品在使用前要经过-60℃-100℃的高温贮存、低温贮存、高低温循环和高温老化等试验进行可靠性筛选和验证。
目前，上述无源光纤器件、瓦级功耗光电器件和集成光纤光电组件等小功率光电产品的可靠性筛选和验证，大多使用高低温箱或者温度循环试验箱进行高温、低温贮存、高低温循环和高温老化等试验，这些设备不仅控温精度较低，工作温度范围也较小，并且体积和功耗都很大。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种温度试验用装置，本装置具有控温精度高、工作温度范围大、散热效果好、能耗小的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种温度试验用装置，其特点是：包括控温平台、智能温度调节器和恒温循环器，所述控温平台自上至下由冷板、冷面向上的温差电致冷组件和水套构成，与温差电致冷组件接触的冷板面上粘结有加热器，冷板中置有温度测量器；智能温度调节器与加热器之间连接有SSR1继电器，智能温度调节器与温差电致冷组件之间连接有SSR2继电器，温差电致冷组件与交流电源之间有与交流电源并联的直流电源；恒温循环器上的进水口连接控温平台中水套的出水口，恒温循环器上的出水口连接控温平台中水套的进水口。
而且，所述控温平台固装于顶部带有方孔的箱体中，控温平台的冷板带有凸台，凸台的边缘和台阶部位粘结有玻璃棉，冷板的凸台部位镶嵌于箱体顶部的方孔内，凸台上表面与箱体上表面为一平面；冷板与温差电致冷组件接触的一面有一凹槽，所述加热器由导热胶粘结在凹槽内，冷板侧面有一孔，孔的轴线与冷板上端面平行，所述温度测量器为置于冷板侧面孔中的PT100铂电阻；温差电致冷组件由两只并联的TEC2-19006温差电致冷器构成，温差电致冷组件的冷面、热面均涂抹有导热硅脂；箱体正前面分别固装有电源开关、COM端口、水套进水口和水套出水口；智能温度调节器为镶嵌于箱体正前面方孔中的AI-708P程序型智能温度调节器；所述恒温循环器为置于箱体外的HX-1050型恒温循环器。
而且，所述箱体左右两侧分别设置有提手。
而且，所述加热器为陶瓷加热器。
而且，所述水套为紫铜水套。
本发明具有的优点和积极效果是：
1、采用两只并联的大功率TEC2-19006温差电致冷器，确保本装置具有足够的致冷深度和致冷速度；采用高效的PTC陶瓷加热器对温差电致冷组件进行加热补偿，通过AI-708P程序型智能温度调节器实现高精度自动温控，温控范围和精度达到-60℃-100℃(±0.1℃)，并且大量减少了试验能耗，降低了使用成本，整个测温区温度场分布均匀、稳定。
2、采用具有自动PID控制功能的外置式HX-1050型恒温循环器，由循环液体将温差电致冷组件热面产生的废热带走，通过自动PID控制，使循环液体的温度范围保持在-10℃-50℃，满足本装置的散热要求。
3、采用AI-708P程序型智能温度调节器，实现人机交互使用，并与计算机实时通讯，保证控温准确可靠。
4、本装置适用于无源光纤器件和瓦级功耗光电器件、集成组件等小功率光电产品的高温贮存、低温贮存、高低温循环和高温老化等试验。
附图说明
图1为本发明一种温度试验用装置外形示意图；
图2为图1中控温平台主视示意图；
图3为图2中A-A剖视示意图；
图4为本发明控制电路示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
请参照图1-图4：自上至下依次由带有凸台的紫铜材料制成的冷板14、冷面向上的两只并联大功率二级TEC2-19006温差电致冷组件15和紫铜水套16构成控温平台2。TEC2-19006温差电致冷组件的冷面、热面均匀涂抹有导热硅脂，以保证与冷板和紫铜水套之间的良好接触；冷板与TEC2-19006温差电致冷组件接触的一面有一凹槽，利用高温导热胶将PTC陶瓷加热器19粘结在凹槽内，冷板侧面打有一孔，孔的轴线与冷板上端面平行，孔内置有测量控温平台表面温度的PT100铂电阻18。
选用A3钢材料制作成箱体1，箱体的上面开有一方孔和方孔周围的四个固定孔，用于安装控温平台；控温平台的冷板凸台部位边缘和台阶部位粘结高效压缩玻璃棉后，冷板凸台部位镶嵌于箱体上面的方孔中，保证冷板与箱体良好的绝热和支撑；用螺栓3通过紫铜水套上的四个连接孔17和箱体上的四个固定孔，将控温平台固装于箱体内，凸台上表面与箱体上表面为同一平面，实现控温平台与箱体的机械连接和物理定位。箱体的正前面开有一方孔，用于安装AI-708P程序型智能温度调节器5，箱体正前面的下端分别固装有电源开关8、RS232COM端口7、紫铜水套进水口9和紫铜水套出水口6，箱体左右两侧分别设置有提手4；紫铜水套进水口和紫铜水套出水口分别通过软管13与箱体外HX-1050型恒温循环器10的恒温循环器出水口12和恒温循环器进水口11连接进行液体循环。
AI-708P程序型智能温度调节器中的交流电源接线端子①、②与220V交流市电连接，为AI-708P程序型智能温度调节器提供输入电源；③、④COMM接线端子与箱体正前面的RS232COM端口连接，并通过RS232COM实现AI-708P程序型智能温度调节器与上位机的连接，完成实时通讯和数据传输功能；
Figure BDA0000023694390000031
OUTP1端子与SSR1固态继电器连接，为SSR1固态继电器提供控制信号，控制SSR1固态继电器的通断，通过并联在交流市电上的直流电源，SSR1固态继电器接通时保证TEC2-19006温差电致冷组件正常直流供电，确保致冷器的致冷需求； OUTP2端子与SSR2固态继电器连接，控制SSR2固态继电器的通断，SSR2固态继电器接通使得并联在市电上的加热器回路正常工作，实现加热工作；
Figure BDA0000023694390000034
端子与PT100铂电阻端子相连接，通过PT100铂电阻为AI-708P程序型智能温度调节器提供电阻输入参数，实现温度实时监测。
启动电源开关，具备50段程序控制功能和双通道输出功能的AI-708P程序型智能温度调节器，通过程序控制SSR1固态继电器21和SSR2固态继电器22，实现TEC2-19006温差电致冷组件和PTC陶瓷加热器的启动和停止工作状态，实现控温平台表面的致冷、加热，使无源光纤器件、瓦级功耗光电器件和集成光纤光电组件等小功率光电产品进行高温、低温贮存、高低温循环和高温老化等试验，满足-60℃-100℃，控温精度±0.1℃的要求。SSR1固态继电器通过并联在220V交流电源上的直流电源20实现控制直流TEC2-19006温差电致冷组件的通断工作；SSR2固态继电器实现控制交流PTC陶瓷加热器的通断工作。低温保持段时仅仅固态继电器SSR1输出信号，高温保持段时仅仅固态继电器SSR2输出信号。高温段和低温段转换工作时AI-708P程序型智能温度调节器控制上述两个继电器同时输出，保证装置升、降温速率的要求，设置速率超过系统最大参数时，系统自动延时按照最大速率参数升降温。也可以根据需要采用分段程序设置控温方式，实现温度监测、实施程序控制和实时人机操作，信息互通，保证控温准确可靠。AI-708P程序型智能温度调节器具备PID自整定功能，可实现任意斜率的升、降温控制，具有循环跳转、运行、暂停等可编程操作命令，允许在程序运行过程中随时修改程序。HX-1050型恒温循环器作为外置式液冷循环散热装置，以循环液体为载体，确保液体稳态匀速流动，提供液体循环散热的动力，将TEC2-19006温差电致冷组件热面产生的废热带走，具有自动PID控制功能，使循环液体温控范围保持在-10℃-50℃，完全满足高低温试验装置散热需求，保证装置正常工作。外置式液冷循环散热装置的优点是温度均匀、稳定，循环液体的控温精度较高，控温效果较好。
本装置支持RS485和RS232C通讯接口，可随时实施通讯软件程序编写，便于试验装置与计算机进行实时数据通讯，计算机随时采集、监控并实时处理控温数据。本装置具备工作温度曲线拟合功能，能够根据曲线特性自动调节拟合，获得光滑平顺效果的曲线。增加控温整机与计算机通讯和人机对话功能，可实时修正运行程序。
本装置的工作原理：利用温差电致冷组件在局部产生足够大的致冷量，实现足够大的致冷深度和足够快的致冷速度，采用AI-708P程序型智能温度调节器控制PTC陶瓷加热器进行温度补偿，实现高精度自动温控，实现工作温区内的各个温度高精度自动温控。

Claims (5)

1.一种温度试验用装置，其特征在于：包括控温平台、智能温度调节器和恒温循环器，所述控温平台自上至下由冷板、冷面向上的温差电致冷组件和水套构成，与温差电致冷组件接触的冷板面上粘结有加热器，冷板中置有温度测量器；智能温度调节器与加热器之间连接有SSR1继电器，智能温度调节器与温差电致冷组件之间连接有SSR2继电器，温差电致冷组件与交流电源之间有与交流电源并联的直流电源；恒温循环器上的进水口连接控温平台中水套的出水口，恒温循环器上的出水口连接控温平台中水套的进水口。
2.根据权利要求1所述的温度试验用装置，其特征在于：所述控温平台固装于顶部带有方孔的箱体中，控温平台的冷板带有凸台，凸台的边缘和台阶部位粘结有玻璃棉，冷板的凸台部位镶嵌于箱体顶部的方孔内，凸台上表面与箱体上表面为一平面；冷板与温差电致冷组件接触的一面有一凹槽，所述加热器由导热胶粘结在凹槽内，冷板侧面有一孔，孔的轴线与冷板上端面平行，所述温度测量器为置于冷板侧面孔中的PT100铂电阻；温差电致冷组件由两只并联的TEC2-19006温差电致冷器构成，温差电致冷组件的冷面、热面均涂抹有导热硅脂；箱体正前面分别固装有电源开关、COM端口、水套进水口和水套出水口；智能温度调节器为镶嵌于箱体正前面方孔中的AI-708P程序型智能温度调节器；所述恒温循环器为置于箱体外的HX-1050型恒温循环器。
3.根据权利要求2所述的温度试验用装置，其特征在于：所述箱体左右两侧分别设置有提手。
4.根据权利要求1或2所述的温度试验用装置，其特征在于：所述加热器为陶瓷加热器。
5.根据权利要求1或2所述的温度试验用装置，其特征在于：所述水套为紫铜水套。
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