CN102998424B - 一种高低温测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高低温测试装置，包括支撑架，还包括有内胆筒体、外罩筒体，内胆筒体固定在支撑架上，内胆筒体顶部设置有带翅片换热器的样品架，样品架周围固定有电加热装置，外罩筒体顶部设置有抽空接口，外罩筒体罩在内胆筒体外且固定在内胆法兰上，支撑架内设置有低温制冷机，低温制冷机的一级冷头、二级冷头分别伸入内胆筒体内，其中一级冷头外套有一级氦气隔离层，二级冷头外套有氦气导流隔离层。本发明体积小，温区范围宽，控温精度高，最低温可到-260℃，可实现样品在同一位置完成高温和深低温测试。

Description

一种高低温测试装置

技术领域

    本发明涉及材料测量装置领域，具体为一种高低温测试装置。

背景技术

材料科学研究经常要研究各种材料在高温、低温环境下的性能参数及其变化情况，如在高温、低温下进行各种材料的磁学、电学、光学等性能研究和参数测试，并研究在高低温交替变化的情况下各种性能参数的变化规律。

现有的高低温测试装置为带有温度控制系统的箱体结构，主要是用于电工电子、汽车摩托等相关产品的零部件及材料的高低温应用环境的可靠性试验，验证其性能指标是否满足产品使用环境的需求。

上述现有的高低温测试装置存在这样的缺陷：体积较大，提供的温度范围较窄，只有-150℃～150℃范围内的温度环境，无法提供极高温和深低温环境，不能进行材料在不同温度环境下的性能特性研究和参数测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种高低温测试装置，以解决现有高低温测试装置存在的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种高低温测试装置，包括有设置在底部的支撑架，其特征在于：还包括有内胆筒体、外罩筒体，所述内胆筒体底部敞口且内胆筒体底部敞口处设置有与内胆筒体构成密封的内胆法兰，内胆筒体通过内胆法兰固定在支撑架上，内胆筒体顶部设置有带翅片换热器的样品架，样品架周围固定有电加热装置，所述外罩筒体顶部设置有抽空接口，外罩筒体底部敞口且外罩筒体底部敞口处设置有与外罩筒体构成密封的外罩法兰，所述外罩筒体罩在内胆筒体外且外罩筒体通过外罩法兰固定在内胆法兰上，所述支撑架内设置有固定在内胆法兰底部的低温制冷机，低温制冷机具有一级冷头和连接在一级冷头顶端的二级冷头，低温制冷机的一级冷头、二级冷头分别从内胆筒体底部伸入内胆筒体内，其中一级冷头外套有与内胆筒体内壁无间距接触的一级氦气隔离层，二级冷头外套有与内胆筒体内壁无间距接触的氦气导流隔离层。

所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述内胆筒体的侧部分别通过引管连通有安全阀、抽空充气接口，内胆筒体底部通过引管连通有测试引线接口。

所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述样品架上还设置有温度传感器。

所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述外罩筒体顶部亦敞口，且外罩筒体顶部敞口处盖合有外罩上盖，所述抽空接口安装在外罩上盖上。

所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述低温制冷机为回热式或蓄冷式低温制冷机。

本发明可以提供-260℃～300℃范围内的温度环境，具备精确温度控制功能，可进行材料在不同温度环境下的性能特性研究和参数测试，

本发明利用低温制冷机工作产生的低温来为样品测试提供低温环境，利用加热装置加热产生的高温为样品测试提供高温环境。装置体积小，温区范围宽，控温精度高，最低温可到-260℃。本发明可实现样品在同一位置完成高温和深低温测试，做高温测试时，制冷机可正常工作而无需停机。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明内胆部分结构示意图。

图3为本发明氦气导流隔离层结构示意图。

具体实施方式

如图1所示。一种高低温测试装置，包括有设置在底部的支撑架17，还包括有内胆筒体5、外罩筒体12，内胆筒体5底部敞口且内胆筒体5底部敞口处设置有与内胆筒体5构成密封的内胆法兰4，内胆筒体5通过内胆法兰4固定在支撑架17上，内胆筒体5顶部设置有带翅片换热器的样品架6，样品架6周围固定有电加热装置10，外罩筒体12顶部设置有抽空接口14，外罩筒体12底部敞口且外罩筒体12底部敞口处设置有与外罩筒体12构成密封的外罩法兰11，外罩筒体12罩在内胆筒体5外且外罩筒体12通过外罩法兰11固定在内胆法兰4上，支撑架17内设置有固定在内胆法兰4底部的低温制冷机1，低温制冷机1具有一级冷头16和连接在一级冷头16顶端的二级冷头15，低温制冷机1的一级冷头16、二级冷头15分别从内胆筒体5底部伸入内胆筒体5内，其中一级冷头16外套有与内胆筒体5内壁无间距接触的一级氦气隔离层2，二级冷头15外套有与内胆筒体5内壁无间距接触的氦气导流隔离层3。

内胆筒体5的侧部分别通过引管连通有安全阀7、抽空充气接口9，内胆筒体5底部通过引管连通有测试引线接口8。

样品架17上还设置有温度传感器。

外罩筒体12顶部亦敞口，且外罩筒体12顶部敞口处盖合有外罩上盖13，抽空接口14安装在外罩上盖13上。

低温制冷机1为回热式或蓄冷式低温制冷机。

本发明包括支撑架17、低温制冷机1、一级氦气隔离层2、氦气导流隔离层3、内胆（4～9组成）、加热装置10、外罩（11～14组成），其中低温制冷机1含有二级冷头15和一级冷头16。内胆法兰4用螺栓固定在支撑架17上面，低温制冷机1用螺栓固定于内胆法兰4上，二级冷头15和一级冷头16深入内胆内部，并在低温制冷机1的一级冷头16下部套上一级氦气隔离层2，在二级冷头15下部套上氦气导流隔离层3，其中一级氦气隔离层2和氦气导流隔离层3的内外壁面分别与低温制冷机1的一、二级和内胆筒体5的壁面接触无间距，在带翅片换热器样品架6的周围固定加热装置10，其电源引线、样品架上温度传感器引线和样品测试引线通过测试引线接口8引出，外罩（11～14组成）罩在内胆（4～9组成）外面，其中外罩法兰11通过螺栓固定于内胆法兰4，二者之间装有O型圈密封。

内胆包括内胆法兰4、内胆筒体5、带翅片换热器样品架6、安全阀7、测试引线接口8、抽空充气口9，其中各组成零件均采用焊接的连接方式，带翅片换热器样品架6为紫铜材料，上部有用于固定样品和测试传感器的固定孔，下部为翅片式结构增强与冷氦气的换热，其余各部件均为SUS304不锈钢材料，安全阀7引管穿过内胆法兰4后进入内胆筒体5，分别与内胆筒体5和内胆法兰4焊接，测试引线接口8引管在内胆筒体5外部焊接与内胆法兰4上，抽空充气接口9引管穿过内胆法兰4后进入内胆筒体5，分别与内胆筒体5和内胆法兰4焊接。

氦气隔离导流层为聚四氟乙烯材料，其圆周壁上开有矩形螺旋环绕槽，上下两端为圆环形凹口与环绕槽联通。

本发明利用低温制冷机提供低温测试环境，最低可到-260℃，用加热装置提供高温环境，最高可到300℃，二者组合在一起，体积较小，可实现温度连续可调可控，满足高低温测试要求。

本发明装置是基于低温制冷机的基础上发明的，在低温制冷机的基础上增加了气体导冷及换热装置和加热装置，利用低温制冷机工作产生低温，通过气体导冷及换热装置提供低温环境，低温可到-260℃，利用加热装置加热产生高温测试环境，高温可到300℃。

本发明装置使用的是回热式或蓄冷式低温制冷机，可以产生低于-260℃低温的制冷机。  

本发明装置提供的高低温测试是在样品架上进行的，被测试样品安装在样品架上，样品架带有翅片换热器。样品架外围缠绕有加热圈，固定于内胆上，罩在低温制冷机上面，内胆和制冷机之间有氦气导流隔离层。低温制冷机启动工作后冷头处产生低温冷量，氦气通过导流隔离层进入冷头低温区域，氦气被冷却，通过氦气做载冷剂将制冷机低温冷量传递给带翅片换热器的样品架，使样品架达到低温，进一步传递给装在样品架上的被测试样品，实现样品的低温测试，并可利用热对抗实现精确控温。做样品高温测试时用真空泵抽出内胆中氦气载冷剂，同时启动加热装置，样品架则会达到设定的高温温度点则可进行样品的高温测试。

Claims (5)

1.一种高低温测试装置，包括有设置在底部的支撑架，其特征在于：还包括有内胆筒体、外罩筒体，所述内胆筒体底部敞口且内胆筒体底部敞口处设置有与内胆筒体构成密封的内胆法兰，内胆筒体通过内胆法兰固定在支撑架上，内胆筒体顶部设置有带翅片换热器的样品架，样品架周围固定有电加热装置，所述外罩筒体顶部设置有抽空接口，外罩筒体底部敞口且外罩筒体底部敞口处设置有与外罩筒体构成密封的外罩法兰，所述外罩筒体罩在内胆筒体外且外罩筒体通过外罩法兰固定在内胆法兰上，所述支撑架内设置有固定在内胆法兰底部的低温制冷机，低温制冷机具有一级冷头和连接在一级冷头顶端的二级冷头，低温制冷机的一级冷头、二级冷头分别从内胆筒体底部伸入内胆筒体内，其中一级冷头外套有与内胆筒体内壁无间距接触的一级氦气隔离层，二级冷头外套有与内胆筒体内壁无间距接触的氦气导流隔离层。

2.根据权利要求1所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述内胆筒体的侧部分别通过引管连通有安全阀、抽空充气接口，内胆筒体底部通过引管连通有测试引线接口。

3.根据权利要求1所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述样品架上还设置有温度传感器。

4.根据权利要求1所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述外罩筒体顶部亦敞口，且外罩筒体顶部敞口处盖合有外罩上盖，所述抽空接口安装在外罩上盖上。

5.根据权利要求1所述的一种高低温测试装置，其特征在于：所述低温制冷机为回热式或蓄冷式低温制冷机。