CN103852704B - 恒温装置 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于，提供一种可在LED的温度加速寿命试验中，将多个LED保持于稳定在均匀温度的气氛中的恒温装置。恒温装置（100）包括：具有作为加热装置的电加热器（11）和作为冷却装置的通液路径的恒温板（10）；排列于层叠在恒温板（10）上的均热板（20）上的多个试验体装载台（30）；以及可启闭地覆盖多个试验体装载台（30）的盖构件（50）。盖构件（50）具有：包围多个试验体装载台（30）的周围的具有开口部（51a）的隔壁构件（51）；以及封闭隔壁构件（51）的上方的透光性顶板构件（52）。覆盖恒温板（10）、试验体装载台（30）和盖构件（50）等的试验体加热部（70）的盖子（90）经合页（91）被安装在外罩（80）上，供气风扇（92）被安装在盖子（90）的顶板部（90a）的下表面上。

Description

恒温装置

技术领域

本发明涉及使用于LED（发光二极管）的温度加速寿命试验的恒温装置。

背景技术

虽然LED是一种以长寿命为特长的光源，但现状是其亮度随着点亮时间的加长而缓慢地衰减。因此，作为LED寿命的评价方法之一，已知有“北美照明工程协会”所制定的“IES LM-80”的规格。该规格试验了亮度对LED的点亮时间的维持率（光通量维持率），依该试验结果是否在恒定值以上来评价LED寿命。

具体而言，这是对于以同一电流值驱动的试验体LED，在55℃、85℃和制造商所决定的任意温度（最高125℃）的3种温度条件下连续点亮6000小时（250天时间），每1000小时测定LED的亮度的试验方法。在进行如此试验的情况下，虽然必须将作为试验体的LED长时间内保持在恒定温度下，但以往多采用热风循环式的恒温槽。

然而，在将作为试验体的LED置于热风循环式的恒温槽内的情况下，由于为了维持温度往往使在恒温槽内循环的热风直接打到LED上，故有将恶劣影响加到试验结果上的可能性。另外，现有的热风循环式恒温槽由于具有槽内温度分布的均匀性差的方面，所以在容纳了多个LED的情况下，试验精度往往降低。

另一方面，作为进行LED的温度加速寿命试验的装置，以往，虽然提出了各个种类的试验装置，但作为与本发明相关的装置，例如，有专利文献1、2所述的试验装置。

现有技术文献

[专利文献1]特开2011-179937号公报

[专利文献2]特开2010-245348号公报

发明内容

专利文献1所述的LED寿命试验装置由于将一个被试验LED配置于HAST装置内进行试验，所以虽然温度分布的均匀性优越，但在对多个LED进行寿命试验的情况下，效率较差。

专利文献2所述的试验装置由于可在恒温恒湿槽内配置多个发光装置，故在进行多个LED的寿命试验的情况下的效率良好，但现实是，难以将多个LED的温度保持均匀。另外，由于在连续发光的多个LED的光线中包含的热线成分，恒温恒湿槽内的温度上升，超过了设定温度，往往对试验结果有不良影响。由于作为试验对象的LED越是高输出（高亮度），此种状况就越显著，故近年来，对于有高亮度化趋势的LED，进行正确的寿命试验变得困难。

本发明所要解决的课题在于，在LED的温度加速寿命试验中，提供一种可将多个LED保持于稳定在均匀温度的气氛中的恒温装置。

本发明的第一恒温装置的特征在于，包括：具有加热装置和冷却装置的恒温板；排列在上述恒温板上的多个试验体装载台；配置成覆盖上述试验体装载台并包围上述试验体装载台的周围的隔壁构件和封闭被上述隔壁构件所包围的上述试验体装载台的上方的具有透光性的顶板构件的盖构件；覆盖上述恒温板、上述试验体装载台和上述盖构件的盖子；以及将气体导入上述盖子内的供气风扇或排出上述盖子内的气体的排气风扇的至少一方。

另外，本发明的第二恒温装置的特征在于，包括：具有加热装置和冷却装置的恒温板；排列在上述恒温板上的多个试验体装载台；配置成覆盖上述试验体装载台并包围上述试验体装载台的周围的隔壁构件和封闭被上述隔壁构件所包围的上述试验体装载台的上方的具有透光性的顶板构件的盖构件；覆盖上述恒温板、上述试验体装载台和上述盖构件的盖子；以及调整上述盖子内的温度的调温装置。

另外，在上述恒温装置中，优选在上述顶板构件上设置有通气孔。

进而，在上述恒温装置中，作为上述恒温板的冷却装置，可将能使冷却液流动的通液路径设置于上述恒温板。

在这种情况下，优选将上述冷却液导入位于上述恒温板的中央部的上述通液路径，并从位于上述恒温板的周边部的上述通液路径排出。

另外，优选设置有使供给给上述通液路径的冷却液升温或降温的液温调整装置。

另一方面，作为上述恒温板的冷却装置，可将热沉或热管的至少一方附设于上述恒温板上，亦可设置冷却上述热沉或上述热管的送风风扇。

另外，作为上述恒温板的冷却装置，亦可将具有帕尔帖元件的冷却构件附设于上述恒温板上。

再有，上述试验体装载台与上述顶板构件的间隙为3mm～15mm是适当的（优选为8mm～10mm）。

发明的效果

按照本发明，在LED的温度加速寿命试验中，提供一种可将多个LED保持于稳定在均匀温度的气氛中的恒温装置。

附图说明

图1是示出作为本发明的实施方式的恒温装置的局部省略立体图。

图2是示于图1的恒温装置的局部省略正视图。

图3是示出构成示于图1的恒温装置的试验体加热部的平面图。

图4是示于图3的试验体加热部的正视图。

图5是示于图3的试验体加热部的立体图。

图6是示出构成示于图1的恒温装置的试验体加热部和预热板的正视图。

图7是从斜下方看图6中所示的试验体加热部的立体图。

图8是图6中的B-B线处的预热板的平面图。

图9是图3中的A-A线处的剖面图。

图10是示出作为其它实施方式的恒温装置的概要的局部省略正视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。如图1～图5所示，本实施方式的恒温装置100包括：具有作为加热装置的电加热器11和作为冷却装置的通液路径12（参照图7）的恒温板10；排列于层叠在恒温板10上的均热板20上的多个试验体装载台30；以及可启闭地覆盖多个试验体装载台30的盖构件50。盖构件50具有：包围多个试验体装载台30的周围的具有开口部51a的隔壁构件51；以及封闭被上述隔壁构件51所包围的试验体装载台30的上方的透光性顶板构件52。

盖构件50经配置于恒温板10和均热板20的背面的多个合页53而卡定成能起伏，在盖构件50的正面，设置有在盖构件50启闭操作时所使用的握持器54和用盖构件50覆盖均热板20的上表面时用于维持该状态的锁定构件55。在顶板构件52上，开设有与多个试验体装载台30的排列间隔形成同相位的多个通气孔52a。

另外，由恒温板10、试验体装载台30和盖构件50等构成的试验体加热部70被配置于长方体形状的外罩80的上表面，覆盖试验体加热部70的启闭式盖子90在外罩80的上表面的背面侧经多个合页91安装成能起伏。盖子90是下表面开了口的长方体箱形构件，用于将气体导入盖子90内的供气风扇92被安装在盖子90的顶板部90a的下表面。在供气风扇92的下方，配置有与顶板部90a形成平行的平板状隔壁93，在隔壁93上开设有多个通气孔93a。另外，在顶板部90a的供气风扇92正上方部分也开设有多个通气孔（未图示）。在隔壁93上所开设的多个通气孔93a与多个试验体装载台30的排列间隔形成同相位。

如图5、图6所示，在由恒温板10、均热板20、试验体装载台30和盖构件50等所构成的试验体加热部70正下方的外罩80内，配置有作为液温调整装置的预热板40。如图1、图2所示，在外罩80的正面，配置有表示供给给恒温板10的通液孔12（参照图7）的冷却液的流量的流量计81和使上述流量增减的流量调节度盘82。在外罩80的左侧面的靠近背面的位置处，竖立具有多个发光部83a、83b、83c的信号塔83。多个发光部83a、83b、83c根据恒温装置100的工作状况以不同的色光发光的方式被分别设定。

接着，参照图3～图5，说明试验体加热部70。如图3～图5所示，在试验体加热部70中，在层叠于平面观察的形状大致呈正方形的恒温板10上的均热板20的上表面上，多个试验体装载台30沿左右方向W和前后方向V，每5个以均等间隔总计25个可装卸地配置。在均热板20的上表面，在前后方向V相邻的试验体装载台30之间分别开设有在左右方向W贯通的沟槽21。这些沟槽21可利用作为向置于试验体装载台30上的LED的供电线（未图示）及测定LED附近温度的温度传感器的信号线（未图示）等的布线空间。

构成盖构件50的隔壁构件51是与配置于均热板20上的多个试验体装载台30以同相位开设的具有大致呈圆形的开口部51a的平板状的构件。在隔壁构件51中，在左右方向W区隔相邻的开口部51a的多个隔壁51b在前后方向V连续，在收容于各个隔壁51b内的状态下配置电加热器56。

若使盖构件50水平地倒伏，覆盖均热板20的上表面，则多个试验体装载台30分别嵌入隔壁构件51的开口部51a内，均热板20的上表面与隔壁构件51的下表面形成紧密接触的状态。再有，在恒温装置100中，试验体装载台30和开口部51a的平面观察形状皆大致呈圆形，但由于并不限定于此，所以只要为相互嵌合的形状，就亦可采取其它形状（例如，平面观察形状为正方形、椭圆形或多边形等）。

另外，在前后方向V位于相邻的试验体装载台30之间的隔壁构件51上设置有缺口部51c。缺口部51c与均热板20上表面的沟槽21同样地，可利用作为向置于试验体装载台30上的LED的供电线（未图示）及测定LED附近温度的温度传感器的信号线（未图示）等的布线空间。在均热板20的上表面与隔壁构件51的下表面紧密接触时，形成缺口部51c与均热板20的沟槽21连通的状态。

接着，参照图6～图8，说明恒温板10和预热板40。如图6～图8所示，恒温板10是用大致呈正方形的金属板形成的构件，在其正面与背面之间靠近上表面的区域，以与板面方向和前后方向V形成平行的方式等间隔开设有多个加热器收容孔13，在这些加热器收容孔13内，分别收容有电加热器11。另外，在恒温板10的右侧面与左侧面之间靠近下表面的区域，以与板面方向和左右方向W形成平行的方式等间隔形成多个通液路径12。

多个加热器收容孔13与多个通液路径12在恒温板10内呈现相互立体交叉的状态。另外，通液路径12的两端部分分别在恒温板10的右侧面和左侧面开口，在各自的开口部12a上安装有连接器14。多个通液路径12的中央部分分别与在恒温板10的下表面所开设的开口部12b连通，连接器18被连接到各自的开口部12b。

如图6、图8所示，预热板40是在用大致呈正方形的金属板所形成的板主体43的上下两面分别贴附平面状的电加热器44而形成的。在板主体43背面的左右2处的开口部41上，连接有将冷却液导入预热板40内的供液管85，在预热板40的上表面，在预热板40内设置有用于使进行了温度调整的冷却液向恒温板10流出的多个开口部42d，经安装在各开口部42d的连接器42e，连接冷却液管45。

如图8所示，在构成预热板40的板主体43的内部，形成有从板主体43背面的左右开口部41至位于板主体43的左右方向W的中央部分的多个开口部42d的通液路径42。通液路径42具有：在板主体43内与前后方向V平行、呈并列状配置的直管部42a；在板主体43内的正面侧和背面侧，连通相邻直管部42a彼此的折返部42b；以及将位于左右方向W靠近中央的二条直管部42a合为1条的合流管部42c，沿合流管部42c的长边方向隔开规定距离开设有多个开口部42d。

经由多条供液管85，送入处于用电加热器44加热至规定温度的状态的预热板40的通液路径42内的冷却液在通过直管部42a和折返部42b等的期间被加热至规定温度，流入到合流管部42c，从多个开口部42d分别经连接器42e，流出到冷却液管45内。

流出到冷却液管45内的冷却液在各自的冷却管45内上升，经由与冷却管45的上端连接的恒温板10下表面的连接器18和开口部12b，流入到恒温板10内的通液路径12的中央部分。流入通液路径12的冷却液在其内部左右分流，从恒温板10的左右侧面的开口部12a排出，经由通过连接器14与开口部12a连接的排液管86，或在规定的排液路径内被废弃，或经规定的处理工序得到再利用。

在使用恒温装置100的情况下，如图1、图5所示，打开盖子90和盖构件50，在多个试验体装载台30上分别载置作为试验体的LED，在对供电线和温度传感器的信号线进行了布线后，封闭盖构件50，用锁定构件55锁定盖构件50，用盖子90覆盖试验体加热部70。其后，开始对恒温板10的电加热器11、盖构件50的电加热器56和预热板40的电加热器44的供电，并且开始对供液管85供给冷却液（例如，水），使冷却风扇92工作。由此，试验体装载台30上的LED上升至预先设定的温度（例如，55℃、85℃或125℃），并保持在该温度。

在恒温装置100中，多个试验体装载台30分别由隔壁51b和顶板构件52与大气区隔开来，并且，由于由具有加热功能的恒温板10和盖构件50连续加热至规定温度，故可将置于各试验体装载台30的多个LED保持于稳定在均匀温度的气氛中。另外，由于试验体装载台30附近经顶板构件52的通气孔52a确保通气，所以可防止LED的过热。从而，能以高精度高效进行多个LED的温度加速寿命试验。

另外，通过从设置于盖子90的顶板部90a的供气风扇92经由隔壁93的通气孔93a将户外空气送入盖子90内，由于可抑制盖子90内的温度上升，所以对防止LED的过热是有效的。再有，由供气风扇92送入盖子90内的户外空气由于通过设置于盖子90下表面的周缘部90b和外罩80的上表面的间隙排出，故盖子90内的气压不致异常上升。

进而，如图9所示，将试验体装载台30与顶板构件52的间隙X取作3mm～15mm（优选是8mm～10mm），若将LED最接近配置于顶板构件52上，则由于从LED发生的光的大部分透过顶板构件52而发散，所以可使照射到隔壁构件51等上的LED的光大幅度减少。从而，可防止起因于LED光中所包含的热线的照射的隔壁构件51等的温度上升。

另外，作为恒温板10的冷却装置，通过将冷却液可在其中流动的多个通液孔12设置于恒温板10上，由于可确实且均等地冷却由电加热器12连续加热的恒温板10，故可防止过热，对温度精度的提高是有效的。

在这种情况下，作为使供给给通液路径12的冷却液升温的液温调整装置，通过设置预热板40，由于可接近于恒温板10本身的设定温度来供给向恒温板10的通液路径12供给的冷却液的温度，故可抑制恒温板10的温度变动，对加热温度的稳定化是有效的。

进而，由于冷却液从位于恒温板10的左右方向W的中央部的开口部12b导入通液路径12内，从位于作为恒温板10的周缘部的左右侧面的通液路径12的开口部12a排出，所以在抑制因冷却水的流入而导致的恒温板10的温度变动方面是有效的。

另外，通过在构成盖构件50的隔壁构件51上设置作为副加热装置的电加热器56，由于隔壁构件51本身也具有加热功能，所以可实现均热性的提高。

如上所述，恒温装置100由于包括覆盖试验体加热部70（恒温板10、试验体装载台30和盖构件51等）的启闭式盖子90，所以通过用盖子覆盖试验体加热部70整体，可防止因热散逸及户外空气导致的热影响。

接着，基于图10，说明作为本发明的其它实施方式的恒温装置200。再有，在图10所示的恒温装置200中，具有与上述的恒温装置100的构成部分同样的结构、功能的部分被标以与图1～图9中的附图标记相同的附图标记而省略其说明。

如图10所示，恒温装置200将由恒温板10、均热板20和盖构件50等构成的试验体加热部70配置于外罩80的上表面，并且设置覆盖试验体加热部70的内盖90x和覆盖内盖90x的外周的外盖90y，在内盖90x与外盖90y之间所形成的通气路径95内配置有调温装置96和送风风扇97。另外，内盖90x的右侧壁90xa和左侧壁90xb具有通气性。

在使用试验体加热部70进行LED的温度加速寿命试验的情况下，若使调温装置96和送风风扇97工作，则由调温装置96调整至规定温度的温度调节气体从送风风扇97通过右侧壁90xa将气体送入内盖90x内，在通过内盖90x的内部后，通过左侧壁90xb排出至通气路径95内，在由调温装置96进行了温度调整后，再由送风风扇97送入内盖90x内。

这样，通过使送风风扇97和调温装置96工作，在内盖90x的内部与通气路径95之间使温度调节气体循环，由于可使内盖90x内的温度保持在规定温度，故可防止由户外空气产生的热影响，在LED的温度加速寿命试验中，可将多个LED保持于稳定在均匀温度的气氛中。

另一方面，恒温板10的冷却装置由于并不限定于上述装置，所以作为其它的冷却装置，虽然并未图示，但亦可在恒温板10的下表面及外周面等附设热沉，设置对该热沉进行冷却的送风风扇。在该情况下，优选在热沉与送风风扇之间设置气流整流用的盖子。

另外，作为恒温板10的冷却装置，虽然并未图示，但亦可在恒温板10的下表面及外周面等经热传导构件安装热管，并且在该热管的一部分安装热沉，设置对该热沉进行冷却的送风风扇。在该情况下，亦可在热沉与送风风扇之间设置气流整流用的盖子。

进而，作为恒温板10的冷却装置，虽然并未图示，但亦可在恒温板10上附设具有帕尔帖元件的冷却构件。

再有，基于图1～图10所说明的恒温装置100、200等是示出本发明的一例的装置，本发明的恒温装置并不限定于上述的恒温装置100、200。

产业上的可利用性

本发明的恒温装置可在进行各种LED的温度加速寿命试验的电子及电机产业或机械产业等领域得到广泛利用。

附图标记说明

10 恒温板

11、44、56 电加热器

12 通液路径

12a、41、42d 开口部

13 加热器收容孔

14、18、42e 连接器

20 均热板

21 沟槽

30 试验体装载台

40 预热板

42 通液路径

42a 直管部

42b 折返部

42c 合流管部

43 板主体

50 盖构件

51 隔壁构件

51a 开口部

51b 隔壁

51c 缺口部

52 顶板构件

52a、93a 通气孔

53、91 合页

54 把持器

55 锁定构件

70 试验体加热部

80 外罩

81 流量计

82 流量调整度盘

83 信号塔

83a、83b、83c 发光部

90 盖子

90a 顶板部

90b 周缘部

90x 内盖

90y 外盖

92 供气风扇

93 隔壁

96 调温装置

97 送风风扇

100、200 恒温装置

V 前后方向

W 左右方向

X 间隙

Claims (11)

1.一种恒温装置，包括：具有加热装置和冷却装置的恒温板；排列在上述恒温板上的多个试验体装载台；配置成覆盖上述试验体装载台并包围上述试验体装载台的周围的隔壁构件和封闭被上述隔壁构件所包围的上述试验体装载台的上方的具有透光性的顶板构件的盖构件；覆盖上述恒温板、上述试验体装载台和上述盖构件的内盖；配置在上述内盖的外侧、与上述内盖之间形成空气流通的通气路径的外盖；以及配置在上述通气路径的内部、将气体导入上述内盖的内部的供气风扇。

2.如权利要求1所述的恒温装置，包括将上述内盖的内部的气体排出至上述通气路径的排气风扇。

3.一种恒温装置，包括：具有加热装置和冷却装置的恒温板；排列在上述恒温板上的多个试验体装载台；配置成覆盖上述试验体装载台并包围上述试验体装载台的周围的隔壁构件和封闭被上述隔壁构件所包围的上述试验体装载台的上方的具有透光性的顶板构件的盖构件；覆盖上述恒温板、上述试验体装载台和上述盖构件的内盖；配置在上述内盖的外侧、与上述内盖之间形成空气流通的通气路径的外盖；以及配置在上述通气路径的内部、将上述内盖的内部的气体排出至上述通气路径的排气风扇。

4.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，包括配置为与上述通气路径连通、调整被送入到上述通气路径中的空气的温度的调温装置。

5.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，在上述顶板构件上设置有通气孔。

6.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，作为上述恒温板的冷却装置，将能使冷却液流动的通液路径设置于上述恒温板。

7.如权利要求6所述的恒温装置，将上述冷却液导入位于上述恒温板的中央部的上述通液路径，并从位于上述恒温板的周边部的上述通液路径排出。

8.如权利要求6所述的恒温装置，设置有使供给给上述通液路径的冷却液升温或降温的液温调整装置。

9.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，作为上述恒温板的冷却装置，将热沉或热管的至少一方附设于上述恒温板上，设置冷却上述热沉或上述热管的送风风扇。

10.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，作为上述恒温板的冷却装置，将具有帕尔帖元件的冷却构件附设于上述恒温板上。

11.如权利要求1～3的任意一项中所述的恒温装置，将上述试验体装载台与上述顶板构件的间隙取作3mm～15mm。