CN110703831A - 一种用于器件老化测试用的独立加热温控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种器件老化测试用的独立加热温控装置,由密封盒和密封盒内的独立加热系统组成。独立加热系统主要由隔热模块、发热单元、类瓷加热单元、散热器、PT100温度传感器、温控仪表PID等组成,隔热模块内有类瓷加热单元、发热单元、散热器,发热单元顶面上安装PT100温度传感器,PT100温度传感器与温控仪表PID连接;发热单元的顶面上,安装有器件匹配电路板;匹配电路板的外接连线通过盒式壳体左右两侧的SMA射频连接母座与螺纹式穿心电容。该加热温控装置可对单个器件进行独立老化测试,并具有体积小,效率高,功耗低、氮气能耗少等优点。
Description
技术领域
本发明涉及器件老化测试技术,尤其涉及一种适用于射频器件老化测试的温控装置。
背景技术
对器件老化情况进行测试,是一项保证产品、设备安全可靠的重要工作。目前,国内对器件老化情况测试的装置,多采用“温控高温箱装置”进行测试:将被测器件放进温控高温箱装置内进行测试,该温控高温箱装置,主要有:内箱(材质为304不锈钢板折弯成型),外箱(材质为喷塑的冷轧钢板折弯成型),内箱与外箱之间有保温材质(超细超玻璃保温棉),安装在不锈钢腔体夹层中的电热式加热器(内嵌式加热元件),送风循环系统(采用专用风机使箱体内空气强制循环),控制系统(精确的微电脑PID控制器、PT100测温传感器),安全保护装置(独立的超温保护和线路设置短路保护)。该温控高温箱装置存在的不足之处是:一是,因温控高温箱装置结构复杂,体积大,加热电能需要AC220V或AC380V交流电,能耗功率很大;考虑到老化测试时,既费时,又耗能,只好将多个器件集中一起,一次性进行测试,即便单个器件急需进行老化测试时,也往往不予测试;另一方面,由于该温控高温箱装置内的体积空间大,密封性差,当对多个器件一起进行老化测试时,需要通过管道向装置内充进大量氮气;再有,该温控高温箱装置的测试温度,要求满足温控精度达到≤±1℃,因此,为保证温控精度,只能加热到300℃以下,但有些特殊器件的老化测试环境温度要求在300℃甚至更高,该测试设置对此则无能为力。
发明内容
为解决现有器件老化测试装置存在的不足,本发明的目的:在于提供一种全新的器件老化测试的温控装置,该装置体积小,适合对单个器件老化测试的需求;可在保证温控精度≤±1℃的情况下,达到300℃或更高的温度环境;可独立填充氮气。
本发明采用的技术方案是:
该器件老化测试用的独立加热温控装置,由密封盒和密封盒内的独立加热系统组成。
所述密封盒,由上部开口的盒式壳体2和盒式壳体上方的翻盖1构成,翻盖的开启或关闭,控制密封盒的开放和密封。盒式壳体2顶部设计有凹槽,凹槽内安装有密封圈20;翻盖1对应密封圈20的位置设有凸台,该翻盖凸台与密封圈贴合在一起,通过前后的碟形螺母5压紧翻盖1,从而确保密封盒的密封性。
盒式壳体2后部,设有氮气接口10,用于向装置内部充进氮气。
盒式壳体2内的左右两侧,分别安装有SMA射频连接母座8和螺纹式穿心电容9,用于将密封壳内2内部的引线连接到外部。
所述独立加热系统,主要包括:隔热模块14、发热单元15、类瓷加热单元16、散热器17、PT100温度传感器18、温控仪表PID 22、匹配电路板13、SMA射频连接母座8、螺纹式穿心电容9。
隔热模块14,是一个带有矩形凹槽,中间有矩形孔的有一定厚度的零件,它位于壳体2内的凹槽处。隔热模块14内安装有发热单元15;发热单元15内部安装类瓷加热单元16;类瓷加热单元16顶面紧贴着发热单元15底部平面,类瓷加热单元16底面上安装有散热器17;散热器17固定在发热单元15底面,将类瓷加热单元16压紧,确保发热单元15.类瓷加热单元16.散热器17之间接触面的紧密贴合;
电源用于加热类瓷加热单元16;类瓷加热单元16的热量,传导给发热单元15,继而将盒式壳体2的内部温度提升。发热单元15顶面上安装PT100温度传感器18,用于采集发热单元15的加热温度;PT100温度传感器18与温控仪表PID 22连接,PT100温度传感器18实时采集的温度, 通过温控仪表PID22智能温控,确保密封盒内部的加热温度和温控精度。密封盒内部的发热单元15的顶面上,安装有器件匹配电路板13;匹配电路板13的外接连线,通过盒式壳体2左右两侧安装的SMA射频连接母座8与螺纹式穿心电容9固定连接。
本发明之器件老化测试的加热温控装置,使用时,将被测器件放置在壳体2内匹配电路13中间的矩形孔内,此矩形孔是根据器件外形设计的器件限位放置孔;器件放置好后翻盖1闭合,与盒式壳体2结合在一起,然后将蝶形螺杆4卡入到翻盖1的豁口内,通过蝶形螺杆4上的蝶形螺母5将翻盖1压紧。之后,设定PID温控仪表22的测试加热温度,随之通电,开始对盒式壳体2内部加热;当盒式壳体2内部加热至预定温度时,PID温控仪表22通过PT100温度传感器18反馈回来的温度数值,自动恒温,确保壳体2内温度保持在所预定的温度,温度的上下偏差控制在正负1℃,并根据被测器件的老化时间要求,盒式壳体2内长时间保持在预定温度内,直至测试完成。
本发明的有益效果:
本发明之加热温控装置,具有体积小——体积是传统温控高温箱装置的十几分之一;在保证控温精度≤±1℃的前题下,加热的环境温度可达300摄氏度或更高,且可独立控温,独立填充氮气,且功耗低、氮气能耗小;电源为直流供电DC48V。该装置既可对单个器件进行独立老化测试,也可可实现一块PID温控表对多个装置独立温控。该独立加热温控装置,结构简单,控制精准,只需设定好预加热温度值后,其余均由温控仪表22内部自带的PID温控算法,自动控制温度。
下面结合附图和具体实施方式,对本发明做进一步说明。
附图说明
图1本发明实施例之温控装置的立体(顶面及前左侧)外观示意图
图2本实施例之温控装置的立体(顶面及后左侧)外观示意图
图3本实施例之温控装置开启翻盖后的立体结构示意图
图4本实施例之温控装置的独立加热系统结构示意图
图5本实施例之温控装置的电路温控系统示意图
图中:1.翻盖;2.盒式壳体;3.翻盖销轴;4.碟形螺杆;5.碟形螺母;6.碟形螺杆销轴;7.隔热底板;8.SMA射频连接母座;9.螺纹式穿心电容;10.氮气接口;11.翻盖拉手; 12.硅胶密封圈;13.匹配电路板;14.隔热模块;15.发热单元;16.类瓷加热单元;17.散热器;18.PT100温度传感器;19.散热器密封垫圈;20.隔热底板密封垫圈;21.加热电源;22.PID温控仪表;23.固态继电器。
具体实施方式
实施例1 一种用于器件老化测试的可独立加热温控装置
图1、图2显示了为本实施例温控装置的立体图,图1为前左上方的视图,图2为后左上方的视图。
图中,翻盖 1是该装置的顶盖;翻盖销轴3将翻盖 1活动连接在盒式壳体2的上部,通过翻盖拉手11将翻盖 1从盒式壳体2的上方开口处拉开或关闭;碟形螺母5用于将翻盖1锁紧。盒式壳体及翻盖采用6061铝合金材质。
盒式壳体2上安装有碟形螺杆4,其卡接在翻盖1上的豁口处时,通过碟形螺母5将翻盖1压紧,从而确保翻盖1与盒式壳体2间的密封。
盒式壳体2内的左右两侧分别安装有SMA射频连接母座8和螺纹式穿心电容9,用于将密封壳内2内部的引线连接到外部。盒式壳体2后部有氮气接口10,用于安装氮气接头,可对盒式壳体2内部填充氮气。
所述翻盖1,其内侧平面中部有凸台结构;盒式壳体2顶面中部有凹槽结构,凹槽内安装有硅胶密封圈12(如图3所示)。翻盖1上的凸台结构与盒式壳体2上的凹槽结构相互啮合。
盒式壳体2左右两侧安装的SMA射频连接母座8与螺纹式穿心电容9固定连接,采用高温焊锡连接在一起。
蝶形螺杆销轴6用于联接碟形螺杆4,它安装在壳体2前侧面的孔洞处,通过穿过壳体2前侧面孔和蝶形螺杆4的孔将蝶形螺杆4与壳体2联接在一起,并且蝶形螺杆4可依蝶形螺杆销轴6为轴心,进行一定角度的旋转,从而使蝶形螺杆4可以卡接在翻盖1的豁口处,便于操作。散热器17通过壳体2底部的矩形孔槽与内部的发热单元15底部相联接,用于将发热单元15底部凹槽内的类瓷加热单元16压紧。隔热底板17安装在壳体2的底部平面上,通过螺丝联接将隔热底板17与壳体2联接在一起,因隔热底板17的材料为石材,热传导性差,因此可有效的阻止壳体2所产生的热量,起到隔热效果。
图3显示了本实施例温控装置开盖后的立体结构
图3中,匹配电路13安装于壳体2内部发热单元15的顶面上,采用螺丝与发热单元15固定在一起,匹配电路系对被测器件提供测试电源的电路板。硅胶密封圈12安装与壳体2顶面的矩形凹槽内,用于翻盖1与壳体2之间的密封,确保当翻盖1与壳体2结合时,通过蝶形螺杆4上的蝶形螺母5锁紧后,壳体2内部形成有效的密闭空间,增加填充氮气时的的气密性。
图4显示了本实施例温控装置的结构
图4中,盒式壳体2内安装有隔热模块14,隔热模块14可将热源与盒式壳体2隔离,从而使热源的温度不会快速导热到盒式壳体2表面上,使壳体内部能够快速加热到较高温度。隔热模块14采用合成石材质。
隔热模块14顶面之凹槽处,安装有发热单元15。发热单元15顶面凹槽处安装有PT100温度传感器18;发热单元15底面凹槽处安装有类瓷加热单元16。散热器17通过螺丝固定在发热单元15的底面上,将类瓷加热单元16压紧,确保发热单元15、类瓷加热单元16、散热器17三个零件的接触面紧密地贴合在一起,可保证其间良好的导热性。
发热单元15采用铜材质。
为保证加热性能,在盒式壳体2的底面上安装有隔热底板7,隔热底板7安装时,内部平面上安装有散热器密封垫圈19和隔热底板密封垫圈20,从而确保壳体内部的密封性能。
图5显示了本实施例之温控装置的电路温控系统
该电路之温控系统,主要有类瓷加热单元16、PT100温度传感器18、加热电源21、PID温控仪表22、固态继电器23。
类瓷加热单元16由150W加热电源供电,电压48V,功率130W;匹配电路板13采用耐高温的类瓷电路板。
加热电源21给类瓷加热单元16提供电源;类瓷加热单元16发热产生热源。由于类瓷加热单元16与发热单元15及散热器17接触表面紧密的贴合在一起,再加上发热单元15材质为铜——具有良好的导热性能,因此能够将类瓷加热单元16产生的热源快速的导热到发热单元15表面上。鉴于发热单元15安装在盒式壳体2内部,壳体内部为一密封环境,因此发热单元15所产生的热量集聚在壳体内部,从而使壳体内部快速升温,达到所设定的温度。发热单元15顶面上安装有PT100温度传感器18,可实时的采集发热单元15的温度,并将温度反馈给PID温控仪表22。由于温控仪表22提前设定好了预订的加热温度,接受到PT100温度传感器18的实时采集反馈后,通过PID温控算法,实现了自动控制加热的温度精度。当温度接近设定温度预设值时,温控仪表22控制与其连接的固态继电器23,固态继电器23另一端与加热电源21相连接,从而控制类瓷加热单元16的通断——以一种脉冲式的加热方式控制着类瓷加热单元16,最终到达所预设的温度值,从而保证温控的精度。
Claims (5)
1.一种器件老化测试用的独立加热温控装置,有PT100温度传感器(18)和PID温控仪表(22);其特征在于:有密封盒和密封盒内的独立加热系统;
所述密封盒,由上部开口的盒式壳体(2)和盒式壳体上方的翻盖(1)构成,翻盖(1)的开启或关闭,实现密封盒的开放和密封;
盒式壳体(2)后部有氮气接口(10),用于对壳体内部填充氮气;
盒式壳体(2)内的左右两侧,分别安装有SMA射频连接母座(8)和螺纹式穿心电容(9),用于将密封壳内(2)内部的引线连接到外部;
所述独立加热系统,主要包括: 隔热模块(14)、发热单元(15)、类瓷加热单元(16)、散热器(17)、PT100温度传感器(18)、温控仪表PID (22)、匹配电路板(13)、SMA射频连接母座(8)、螺纹式穿心电容(9);
隔热模块(14)有个矩形凹槽,凹槽中心有矩形孔;隔热模块(14)的矩形凹槽内安装有发热单元(15);发热单元(15)的顶部为平面,底部带有矩形凹槽;发热单元(15)底部凹槽处安装类瓷加热单元(16);类瓷加热单元(16)顶面紧贴着发热单元(15)凹槽底部平面;类瓷加热单元(16)底面上安装有散热器(17);散热器(17)固定在发热单元(15)底面上;发热单元(15).类瓷加热单元(16).散热器(17)之间的接触面紧密贴合;
发热单元(15)顶面上安装PT100温度传感器(18),用于采集发热单元(15)的加热温度;PT100温度传感器(18)与温控仪表PID (22)连接;
密封盒内部的发热单元(15)的顶面上,安装有器件匹配电路板(13);匹配电路板(13)的外接连线,通过盒式壳体(2)左右两侧安装的SMA射频连接母座(8)与螺纹式穿心电容(9)固定连接。
2.根据权利要求1所述独立加热温控装置,其特征在于:所述盒式壳体(2)内壁上部设有内凹槽,内凹槽安装有密封圈(20);所述翻盖1底面对应密封圈(20)处设有翻盖凸台,当该翻盖凸台与密封圈(20)贴合在一起时,翻盖(1)和盒式壳体(2)之间呈密封状态。
3.根据权利要求2所述独立加热温控装置,其特征在于:所述翻盖凸台与密封圈贴合在一起后,通过前后的碟形螺母(5)压紧翻盖(1),从而确保密封盒的密封性。
4.根据权利要求1所述独立加热温控装置,其特征在于:所述发热单元(15),采用铜材质。
5.根据权利要求1所述独立加热温控装置,其特征在于:所述匹配电路板(13)采用耐高温的类瓷电路板。
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