CN103537326B - 恒温箱及测温系统 - Google Patents

Abstract

一种恒温箱，包括：恒温腔体，包括盖体与抽屉槽，盖体收容抽屉槽；温度传感器，与恒温腔体相连，用于检测恒温腔体内温度；以及温度调节装置，与恒温腔体相连，用于调节恒温腔体内温度。上述恒温箱采用抽屉式结构，将箱体开口设于面积较小的侧面，热量上升至密封的箱体顶部也会被阻隔溢出，达到较好的恒温效果。

Description

恒温箱及测温系统

技术领域

本发明涉及实验仪器领域，特别是涉及恒温箱及测温系统。

背景技术

测试半导体器件热阻及热结构函数时，需将半导体器件放置于一个恒温环境内，通常是将其放入恒温箱内。恒温箱是一种外壁装有绝热材料的箱子或柜橱，通过与外界热隔离，使箱体内空间的温度保持恒定。恒温箱现今被广泛使用在实验室、工业和医药领域中。传统恒温箱机械机构较复杂，使用的零件多，与外界热传导面积大，达不到较好的恒温效果。

发明内容

基于此，有必要针对恒温效果不理想问题，提供一种恒温箱。

一种恒温箱，包括：恒温腔体，包括盖体与抽屉槽，所述盖体收容所述抽屉槽；温度传感器，与所述恒温腔体相连，用于检测所述恒温腔体内温度；以及温度调节装置，与所述恒温腔体相连，用于调节所述恒温腔体内温度。

在其中一个实施例中，温度调节装置包括相互电连接的半导体加热制冷片及驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述半导体加热制冷片工作，所述半导体加热制冷片与所述恒温腔体接触。

在其中一个实施例中，还包括处理装置，所述处理装置连接所述温度传感器与所述温度调节装置，所述处理装置根据所述温度传感器检测到的温度，调节所述温度调节装置。

在其中一个实施例中，温度调节装置还包括散热器，所述散热器与所述半导体加热制冷片相连，用于对所述半导体加热制冷片散热。

在其中一个实施例中，抽屉槽包括相互连接的前面板与底板，所述底板与所述盖体滑动连接，所述前面板与所述盖体接合处设置有扣紧件，所述前面板通过所述扣紧件紧扣所述盖体。

在其中一个实施例中，扣紧件为电磁铁。

在其中一个实施例中，盖体的两侧壁设有导轨，所述抽屉槽的两侧设有滑轮，所述滑轮在所述导轨方向滚动。

在其中一个实施例中，导轨包括水平导轨及竖直圆弧导轨，所述竖直圆弧导轨一端部位于所述水平导轨中段；所述滑轮数量为两个，所述两滑轮间隔等于所述竖直圆弧导轨半径。

在其中一个实施例中，还包括隔热块，所述隔热块包覆所述盖体。

本发明还提出一种恒温测温系统，包括恒温箱，与所述恒温箱连接的热阻仪。

上述恒温箱采用抽屉式结构，将箱体开口设于面积较小的侧面，热量上升至密封的箱体顶部也会被阻隔溢出，达到较好的恒温效果。

附图说明

图1为本发明的恒温箱结构图；

图2为图1中的温度调节装置结构图；

图3为一种实施例中的恒温箱结构图；

图4为装有散热器的恒温箱结构图；

图5为装配有扣紧件的恒温箱结构图；

图6为设有导轨与滑轮的恒温腔体结构示意图；

图7为一种实施例中盖体轨道与抽屉槽滑轮装配侧视图；

图8为本发明的恒温测温系统结构图。

具体实施方式

本发明提出一种恒温箱结构，具体参考图1～图6，恒温箱结构包括：恒温腔体100、温度传感器200、温度调节装置300。

恒温腔体100，包括盖体120以及抽屉槽140，其中盖体120可收容抽屉槽140。具体地，盖体120收容抽屉槽140形成抽屉结构，该抽屉结构内部空间作为恒温场所，用于放置待测器件。

温度传感器200，与恒温腔体100相连，用于检测恒温腔体100内的温度。具体地，温度传感器200可以采用非接触式或接触式的，优选为接触式传感器，例如热电偶传感器、PN结温度传感器等。温度传感器200的探头伸进恒温腔体100内，探测恒温腔体100内的温度。此外，温度传感器200的探头也可以连接温度调节装置

温度调节装置300，与恒温腔体100相连，用于调节恒温腔体100内的温度。具体地，温度调节装置300可以是制冷压缩机、红外线加热机或者电加热机的一种或几种组合，具体可根据实验要求而设置。根据温度传感器200检测的参数，温度调节装置300对恒温腔体100内温度进行调节，直到箱内温度等于或在允许误差范围内接近预设温度。温度调节装置300可以安装在恒温腔体100内部或外部，在一个实施例中，温度调节装置300安装于恒温腔体100外底部，贴紧恒温腔体100。

测试半导体器件热阻及热结构函数时，待测器件需要放置在热损失小、恒温精度高的恒温箱内。上述恒温箱设置成抽屉结构，结构简单，且将腔体开口设置在面积较小的侧面，减少了开口面积大小，降低热损失，可以有效提高恒温精度。

参见图2。在一个实施例中，温度调节装置300采用半导体加热制冷片320及驱动组件340，半导体加热制冷片320与驱动组件340电连接，驱动组件340用于驱动半导体加热制冷片320工作，半导体加热制冷片320与恒温腔体100接触。

具体地，驱动组件340使半导体加热制冷片320通电，通电后半导体加热制冷片320两端分别形成热端及冷端。保持通电的条件下，冷端不断吸收热量，热端不断放出热量，通过将半导体加热制冷片320热端或冷端与恒温腔体100接触，不断吸收物体热量或不断为物体传输热量，来控制物体的温度。本实施例中，半导体加热制冷片320一端紧贴恒温腔体100底部，另一端与恒温腔体100分离。通过驱动组件340改变半导体加热制冷片320的通电电流方向，使得冷热端转换，达到对恒温腔体100内的温度调节的效果。

采用半导体加热制冷片可减少对安装空间的要求，且性能可靠，避免制冷剂等污染。

进一步地，在一个实施例中，参考图3，恒温箱还包括处理装置400，处理装置400同时与温度传感器200、温度调节装置300的驱动组件340电连接。具体地，温度传感器200采集恒温腔体100内的温度后，并将温度参数传输至处理装置400，处理装置400以接受到的的温度与预设温度做对比，实时通过驱动组件340调节半导体加热制冷片320的电流大小，使得箱内温度到达预设值。与手工调节相比，设置处理装置400来达到自动实时调节，具有更高的效率及精确性。

进一步地，参见图4，本实施例中，温度调节装置300还包括散热器360。散热器360与半导体加热制冷片320相连接，用于对半导体加热制冷片320散热。

具体地，散热器360可以采用水冷系统，也可以采用风冷系统。本实施例中采用风冷系统，即散热片362及风扇364的组合。散热器360安装在半导体加热制冷片320下方，并与半导体加热制冷片320的热端贴合。

温度调节装置300工作时会产生不必要的热量，散热器360可以降低温度调节装置300本身的温度，来使温度调节装置300更长时间正常工作。就本实施例而言，由于半导体加热制冷片320通电后两端热量转移，产生温差形成冷热端，且半导体加热制冷片320本身存在电阻，电流通过会产生热量。当冷热端达到一定温差，两种热传递量相等时双向的热传递会互相抵消，此时冷端不会继续发生变化。为了达到更大温度范围，采用风冷散热器360来降低热端温度，使得冷端继续吸热，增加半导体加热制冷片320工作温度范围。

在一个实施例中，如图5所示，抽屉槽140包括相互连接的前面板142与底板144，底板144与盖体120滑动连接，前面板142与盖体120接合处设有扣紧件146，抽屉槽140通过扣紧件146紧扣盖体120。

具体地，抽屉槽140底板144与盖体120滑动连接，底板144可相对盖体120在箱口方向运动。在抽屉槽140的前面板142与盖体120接合处安装扣紧件146，扣紧件146可以是设置在前面板142与盖体120上的相互匹配的卡扣结构，在抽屉槽140打开时卡扣打开，闭合时卡扣扣合；也可以是两块磁铁或者磁铁与金属组合，互相吸引以达到抽屉槽140紧闭效果。在恒温箱工作时，扣紧件146可以保证抽屉槽140与盖体120紧贴，利于箱体内部保持恒温。

进一步地，在一个实施例中，扣紧件146为电磁铁。具体地，电磁铁具有在通电即具有磁性，不通电即没有磁性的特点。在恒温箱工作时，电磁铁通电；恒温箱停止工作时，电磁铁断电。电磁铁可以利用单独的工作电路驱动，根据需要选择是否启动电磁铁；也可以与温度调节装置的电路相关联，当温度调节装置300工作时，箱体处于工作状态，此时电磁铁同时具有磁性，反之亦然。

将扣紧件146设置成电磁铁，在恒温箱工作的时候，电磁铁具有磁性增加箱口的紧闭性；当恒温箱停止工作时，电磁铁失去磁性，使得箱口容易打开以方便装入或拆卸待测器件。

请参见图6。在一个实施例中，盖体120两侧壁设有导轨122，抽屉槽140两侧设有滑轮148，滑轮148在导轨122方向滚动。具体地，盖体120的两侧的导轨122与抽屉槽140两侧的滑轮148匹配，每一侧上滑轮148与导轨122组成滑轨结构。通过滑轨结构可以使得抽屉槽140打开闭合时操作更方便、顺畅。

进一步地，参见图7，每一侧的导轨122包括水平导轨1222以及竖直的圆弧导轨1224，圆弧形导轨1224具有一个预设的半径值，竖直的弧形导轨1224一端点在水平导轨122的中段上，该处中段可理解成非末端位置。匹配地，抽屉槽140每侧对应导轨122设有两个滑轮148，两滑轮148间的距离等于竖直圆弧导轨1224的预设半径值。

这样设置后，当抽屉槽140每侧的后一滑轮142移动到圆弧导轨1224与水平导轨1222连接处，滑轮可以沿竖直地圆弧导轨1224向上移动，此时抽屉槽140向下倾斜。这样设置后，可以更加方便地在抽屉槽140中安装待测的器件。

进一步地，在一实施例中，本发明提出的恒温箱还包括隔热块，隔热块包覆盖体120。

具体地，隔热块采用隔热材料，例如玻璃纤维、石棉、硅酸盐等材料。具体可以设置在盖体120外围，也可以设置在内部。通过包覆盖体120，使盖体120隔热效果进一步提升，来提升整个恒温箱的隔热性。可以理解，隔热块还可设置在抽屉槽140上，或者同时覆盖盖体120与抽屉槽140

可以理解，恒温箱还包括机架，机架用于安装上述各个部件。

以下结合一具体实施例说明本发明提出的恒温箱具体结构。如图1～图6所示的恒温箱，箱体包括抽屉槽140，盖体120，处理装置400，风冷散热器360，温度调节装置300，扣紧件146，隔热块。

盖体120收容抽屉槽140形成恒温腔体100，该恒温腔体100安装在机架上部分。在抽屉槽120的前面板142与盖体连接处设有紧扣件146。隔热块包覆在盖体上表面。温度传感器200由抽屉槽前面板142上预留的孔伸入恒温腔体100内。恒温腔体内左右两侧壁设置有水平导轨1222与竖直圆弧导轨1224，其中圆弧导轨1224一端设置在水平导轨1222中段，抽屉槽140左右每侧均设有两个滑轮148，滑轮148的间隔等于圆弧导轨1224的半径。

温度调节装置300采用半导体加热制冷片320，安装在抽屉槽140下方，风冷散热器360的散热片362安装在半导体加热制冷片下方并与其接触，散热片362另一端安装有风扇364。

本发明还提供一种恒温测温系统，参见图8，包括恒温箱10、与恒温箱10相连接的热阻仪20，且该恒温箱10包括上述恒温箱的各实施例中所有特征。

待测器件放置在恒温箱10内，热阻仪20与恒温箱10内待测器件连接，恒温箱10提供一个设定温度的恒温环境，热阻仪20测得该温度环境下的待测器件热阻以及热结构函数等参数。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种恒温箱，其特征在于，包括：

恒温腔体，包括盖体与抽屉槽，所述盖体收容所述抽屉槽；所述盖体的两侧壁设有导轨，所述抽屉槽的两侧设有滑轮，所述滑轮在所述导轨方向滚动；所述导轨包括水平导轨及竖直圆弧导轨，所述竖直圆弧导轨一端部位于所述水平导轨中段；所述滑轮数量为两个，所述两滑轮间隔等于所述竖直圆弧导轨半径；

温度传感器，与所述恒温腔体相连，用于检测所述恒温腔体内温度；以及

温度调节装置，与所述恒温腔体相连，用于调节所述恒温腔体内温度；所述温度调节装置包括相互电连接的半导体加热制冷片及驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述半导体加热制冷片工作；所述半导体加热制冷片一端紧贴所述恒温腔体底部，另一端与所述恒温腔体分离。

2.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于，还包括处理装置，所述处理装置连接所述温度传感器与所述温度调节装置，所述处理装置根据所述温度传感器检测到的温度，调节所述温度调节装置。

3.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于，所述温度调节装置还包括散热器，所述散热器与所述半导体加热制冷片相连，用于对所述半导体加热制冷片散热。

4.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于，所述抽屉槽包括相互连接的前面板与底板，所述底板与所述盖体滑动连接，所述前面板与所述盖体接合处设置有扣紧件，所述前面板通过所述扣紧件紧扣所述盖体。

5.根据权利要求4所述的恒温箱，其特征在于，所述扣紧件为电磁铁。

6.根据权利要求1所述的恒温箱，其特征在于，还包括隔热块，所述隔热块包覆所述盖体。

7.一种恒温测温系统，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的恒温箱，以及与所述恒温箱连接的热阻仪。