CN103464233A - 一种便携式恒温槽 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式恒温槽，其特征在于所述恒温槽的外壁由内而外依次包括：均热层（1）、内泡沫保温层（3）、真空层（4）、纳米陶瓷保温层（5）、外泡沫保温层（6），所述均热层由金属铜加工制成，所述纳米陶瓷保温层（5）由纳米空心陶瓷微珠材料制成。本发明的便携式恒温槽控温分辨率为0.002℃，波动度优于±0.01℃。将高准确度标准电容器置于该恒温槽中，保证标准电容器处于一个温度恒定的环境中，消除了环境温度变化对电容器电容量的影响，从而达到高准确度和高稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种便携式恒温槽，适用于高准确度标准电容器，属于电磁测量中的交流阻抗计量领域。
背景技术
环境温度的变化是引起标准电容器量值变化的主要因素之一，要使标准电容器达到高准确度和高稳定性，则必须将其置于高稳定性“恒温槽”中。目前现有恒温槽的技术主要有以下几种：
一种是应用于倾角传感器的恒温槽，其用于给倾角传感器提供恒温环境，是一种小型高精度恒温槽，结构如图1所示。恒温槽内主要设置2个倾角传感器、5个温度传感器、半导体电热制冷片、高强度隔热层、航空头等几部分。该恒温槽的特点是体积小、安装调试方便等，但控制波动度只能达到±0.1℃，不能使标准电容器达到高准确度和高稳定性。
另一种是精密空气控温箱，其为空气控温箱的一种，结构如图2所示。该精密空气控温箱的内腔和控温箱外壳之间填充可发性聚苯乙烯，即通常所说的可发性泡沫作为绝热层，并在内腔铝壳表面均匀绕有加热丝，采用双绞线缠绕，以避免外来磁场的影响。该控温箱体积大、重量重，不便于携带，运输也不方便。
从上述分析中可知，现有的恒温槽或恒温箱技术不能满足中国计量科学研究院研制的高准确度标准电容器控温指标和携带方便等要求。
发明内容
为了解决现有的恒温槽或控温箱所具有的上述问题，研制高精度的恒温槽，将高准确度标准电容器（电容量范围1pF～1μF的电容器可用于高准确度电容电桥、标准电容器和RLC测量仪的检定和校准，称为高准确度标准电容器）置于其中，同时采用自动控制技术（PID）对恒温槽进行精确控制，使标准电容器处于一个温度恒定的环境中，消除环境温度变化对电容器电容量值的影响，从而使标准电容器达到高准确度和高稳定性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种便携式恒温槽，其特征在于所述恒温槽的外壁由内而外依次包括：
均热层1、内泡沫保温层3、真空层4、纳米陶瓷保温层5、外泡沫保温层6，所述均热层由金属铜加工制成，所述纳米陶瓷保温层5由纳米空心陶瓷微珠材料涂覆的金属壳制成，即在金属壳外层上涂覆纳米陶瓷微珠材料。
所述内泡沫保温层3和外泡沫保温层6，将恒温槽中的均热器1包裹起来，起到多层保温作用，以阻断热传递。泡沫中的塑料能阻止热量的散失，且泡沫中载留的空气，在一定程度上消除了泡沫内部的对流作用，起到良好的保温作用。
所述真空层4通过对两个金属层之间进行抽真空，并密封后形成，由于真空层4中抽真空并密封之后没有气体流动，就消除了气体的循环和对流，进一步起到了保温作用。
所述纳米陶瓷保温层5由在真空层4外设置的涂上一层常温型纳米陶瓷隔热保温涂料制成，比如由纳米空心陶瓷微珠材料涂覆的金属壳制成，即在金属壳外层上涂覆纳米陶瓷微珠材料。它能在物体表面形成由封闭微珠连在一起的三维网络空气结构，这种纳米空心陶瓷微珠和微珠之间形成了一个个叠加的静态空气组，也就是隔热保温单元，可以有效阻止热量传导，可以大量反射红外线，防止红外辐射对物体进行的加热。
所述外泡沫保温层6之外包覆不锈钢外壳7。
所述均热层1与所述内泡沫保温层3之间设置加热层2，其由金属加热丝材料制成，优选金属铜。
所述均热层1、内泡沫保温层3、真空层4、纳米陶瓷保温层5、外泡沫保温层6的厚度范围是80mm～100mm，优选88mm。
所述均热层1、内泡沫保温层3、真空层4、纳米陶瓷保温层5、外泡沫保温层6之间层层紧贴。
所述加热层2的厚度范围是0.5mm～1.5mm，优选1mm，其与均热层1和内泡沫保温层3之间紧贴。
本发明提供了一种便携式恒温槽，控温分辨率为0.002℃，波动度优于±0.01℃。将高准确度标准电容器置于该恒温槽中，保证标准电容器处于一个温度恒定的环境中，消除了环境温度变化对电容器电容量的影响，从而达到高准确度和高稳定性，能满足中国计量科学研究院研制的高准确度标准电容器控温指标和携带方便等要求。
附图说明
图1为现有的应用于倾角传感器的恒温槽。
图2为现有的精密空气控温箱。
图3为本发明的便携式恒温槽。
附图标记说明：
1-1：隔热层、1-2：航空头A、1-3：航空头B、1-4：温度传感器、1-5：倾角传感器Y、1-6：倾角传感器X、1-7：半导体电热制冷片、2-1：绝热层、2-2：双绞线电阻加热丝、2-3：均温层（铅壳）、2-4：内腔、2-5：测量热敏电阻、1：均温层、2：加热层、3：内泡沫保温层、4：真空层、5：纳米陶瓷保温层、6：外泡沫保温层、7：不锈钢外壳、8：电容器。
具体实施方式
下面结合实施例，进一步说明本发明。
实施例1
如图3所示：一种便携式恒温槽，所述恒温槽的外壁由内而外依次包括：
均热层1、加热层2、内泡沫保温层3、真空层4、纳米陶瓷保温层5、外泡沫保温层6、不锈钢外壳7，所述均热层由金属铜加工制成，所述纳米陶瓷保温层5由纳米空心陶瓷微珠材料制成，所述加热层由金属加热丝制成，优选采用金属铜加热丝。
所述均热层1、内泡沫保温层3、真空层4、纳米陶瓷保温层5、外泡沫保温层6的厚度是88mm，所述加热层2的厚度是1mm，上述各层结构之间层层紧贴，即一层同另一层相互紧贴。
恒温槽的结构如图3所示，恒温槽的尺寸优选以下尺寸：150×110×92；在上述尺寸下的恒温槽的重量：1.8kg，该恒温槽体积小，重量轻，方便携带。
发明的效果：
为验证本发明便携式恒温槽的性能，利用WITR6585步入式高低温湿热试验箱，将HB11型高准确度标准电容器放入本发明的便携式恒温槽，进行温度试验，试验方法如下：
环境温度选择15℃、20℃及25℃三点，每点的控温时间为24小时。设Δti为环境温度从i℃变化到20℃时，恒温槽内温度变化量；Δi表示环境温度从i℃变化到20℃时，高准确度标准电容器的电容量的相对变化量。恒温槽内温度变化量的测量数据总结于表1中，电容器的电容量变化量的数据总结于表2中。
表1环境温度变化对恒温槽内温度的影响
表2环境温度变化对高准确度标准电容器电容量的影响
根据表1和表2中的试验结果可知，本发明的便携式恒温糟，用于高准确度标准电容器时，具有良好的隔热效果，实现较好的保温效果，使恒温槽内温度长时间保持稳定、漂移小，温度再现特性好以及受外界温度干扰小，能长期可靠工作。本发明的便携式恒温槽的控温分辨率为0.002℃，波动度优于±0.01℃，能使高准确度标准电容器处于一个温度恒定的环境中，消除环境温度变化对电容器电容量值的影响，从而达到高准确度和高稳定性。
Claims (7)
1.一种便携式恒温槽，其特征在于所述恒温槽的外壁由内而外依次包括：
均热层（1）、内泡沫保温层（3）、真空层（4）、纳米陶瓷保温层（5）、外泡沫保温层（6），所述均热层（1）由金属铜加工制成，所述纳米陶瓷保温层（5）由纳米空心陶瓷微珠材料涂覆的金属壳制成。
2.根据权利要求1所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述外泡沫保温层（6）之外包覆不锈钢外壳（7）。
3.根据权利要求1或2所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述均热层（1）与所述内泡沫保温层（3）之间设置加热层（2），其由金属加热丝材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述均热层（1）、内泡沫保温层（3）、真空层（4）、纳米陶瓷保温层（5）、外泡沫保温层（6）的厚度范围是80～100mm；
所述均热层（1）、内泡沫保温层（3）、真空层（4）、纳米陶瓷保温层（5）、外泡沫保温层（6）层层紧贴。
5.根据权利要求4所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述均热层（1）、内泡沫保温层（3）、真空层（4）、纳米陶瓷保温层（5）、外泡沫保温层（6）的厚度是88mm。
6.根据权利要求3所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述加热层（2）的厚度范围是0.5mm～1.5mm，其与均热层（1）和内泡沫保温层（3）紧贴。
7.根据权利要求6所述的一种便携式恒温槽，其特征在于：
所述加热层（2）的厚度是1mm。
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