CN114167170B - 一种用于元器件的节能三温测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于元器件的节能三温测试系统，包括第一低温系统、高温系统、常温系统及第二低温系统，第一低温系统包括第一低温箱、连通第一低温箱的第一进气段、为第一进气段内气体降温的第一制冷回路，高温系统包括高温箱、连通高温箱的第二进气段、串接第一制冷回路并加热第二进气段内气体的第三换热部，常温系统包括常温箱、连通常温箱的第三进气段、串接第一制冷回路并于第三进气段内气体换热的第四换热部，第二低温系统包括第二低温箱、连通第二低温箱的第四进气段、降温第四进气段内气体的第二制冷回路，第一制冷回路与第二制冷回路形成多级制冷，本发明可实现多产品多环境同时测试，提高效率，并充分利用制冷余温，减少能源消耗。

Description

一种用于元器件的节能三温测试系统

技术领域

本发明涉及一种用于元器件的节能三温测试系统，适用于电子元器件的可靠性测试技术领域。

背景技术

高低温试验装置是用于对各种工业产品进行可靠性试验的专用设备，可以适用于航空航天、5G通信、半导体、电子电工等各行业的相关产品，主要是用于验证产品在高温、低温等环境下的各项性能指标。目前市面上的高低温试验装置多是只有一个测试舱，每次只能对单一产品进行单一温度的测试，测试效率非常低下；并且现有的试验箱多是分别设置制冷装置和加热装置，用于对测试舱内的空间进行制冷或者加热，由于试验箱对于高温或者低温的温度值需求较高，试验箱的工作功率普遍较大，会消耗很多能源；尤其是进行超低温制冷时，制冷装置全功率运转会散发大量的热量，不仅容易使制冷装置过载损坏，还会造成大量的能源浪费，导致试验成本提高。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种用于元器件的节能三温测试系统。

本发明采用的技术方案是：一种用于元器件的节能三温测试系统，包括第一低温系统、高温系统、常温系统以及第二低温系统。

第一低温系统包括至少一个第一低温箱、用于为至少一个第一低温箱供给气体的第一进气段、用于对第一进气段内气体进行降温的第一制冷回路，第一制冷回路包括第一压缩机、输入端与第一压缩机的输出端连接的第一冷凝器、输入端与第一冷凝器的输出端连接的第一节流控件、输入端与第一节流控件的输出端连接的第一换热部，第一换热部的输出端与第一压缩机的输入端连接，第一进气段内的气体经过第一换热部降温后通入至少一个第一低温箱，第一进气段靠近至少一个第一低温箱的部位均设置有第一加热装置，通过第一进气段将经过第一换热部降温后的冷气通入多个第一低温箱，实现了在多个第一低温箱内同时进行低温试验，提高测试效率，并且通过第一加热装置进行热量补偿，确保第一低温箱内的温度精准可控，第一制冷回路还包括用于与第二低温系统换热的第二换热部、输出端与第二换热部的输入端连接的第二节流控件，第二节流控件的输入端与第一冷凝器输出端连接，第二换热部的输出端与第一压缩机的输入端连接，使第一低温系统与第二低温系统形成多级制冷，提高测试系统的制冷性能。

高温系统包括至少一个高温箱、用于为至少一个高温箱供给气体的第二进气段、第三换热部，第三换热部串接在第一压缩机与第一冷凝器之间，第二进气段内的气体经过第三换热部加热后通入至少一个高温箱，第二进气段靠近至少一个高温箱的部位均设置有第二加热装置，通过第三换热部将第一制冷回路中经由第一压缩机压缩后的高温高压制冷剂与第二进气段内的气体进行热交换，对第二进气段内的气体进行加热，再由第二进气段将其中的高温气体通入多个高温箱，不仅减轻了第一冷凝器的散热负担，还将第一制冷回路中的废热充分利用于高温测试，使得无需在系统中单独设置加热组件，不仅节省了大量的能源，还通过在多个高温箱内同时进行高温试验，提高了测试效率，而第二加热装置可以对第二进气段内的气体温度进行微调，使输出的温度更加精准。

常温系统包括至少一个常温箱、用于为至少一个常温箱供给气体的第三进气段、第四换热部，第四换热部串接在第一换热部和第一压缩机之间，第三进气段内的气体经过第四换热部换热后通入至少一个常温箱，第三进气段靠近至少一个常温箱的部位均设置有第三加热装置，通过第四换热部将第一制冷回路中经由第一换热部换热后的制冷剂与第三进气段内的气体进行热交换，然后第三进气段将气体通入多个常温箱以同时进行常温试验，充分利用制冷剂的余温，节约能源，提高测试效率，并通过第三加热装置进行温度调节，使得温度精准可控。

第二低温系统包括至少一个第二低温箱、用于为第二低温箱供给气体的第四进气段、用于对第四进气段内气体进行降温的第二制冷回路，第二制冷回路包括第二压缩机、输入端与第二压缩机的输出端连接的第二冷凝器、输入端与第二冷凝器的输出端连接的第三节流控件、输入端与第三节流控件的输出端连接的第五换热部，第五换热部的输出端与第二压缩机的输入端连接，第二换热部串接在第二冷凝器和第三节流控件之间，第四进气段内的气体经过第五换热部降温后通入第二低温箱，第四进气段靠近至少一个第二低温箱的部位均设置有第四加热装置，通过第二换热部使第一制冷回路与第二制冷回路形成多级制冷回路，进一步降低第五换热部所能输出的温度，再通过第四进气段将经过第五换热部制冷后的气体通入多个第二低温箱，实现了在多个第二低温箱内同时进行超低温试验，提高测试效率，并且通过第四加热装置进行热量补偿，确保第二低温箱内的温度精准可控。

进一步地，第一冷凝器的输出端串接有第一干燥过滤器，第一干燥过滤器的输出端分别与第一节流控件和第二节流控件的输入端连接，第二换热部与第三节流控件之间串接有第二干燥过滤器，可以过滤第一制冷回路与第二制冷回路中的水分与杂质，清洁制冷剂。

进一步地，第一干燥过滤器与第一节流控件之间、第一干燥过滤器与第二节流控件之间以及第二换热部与第二干燥过滤器之间均设置有一个第一供液电磁阀，可以通过分别设置的第一供液电磁阀控制与切换第一制冷回路和第二制冷回路，提高测试系统的操作性。

进一步地，第二制冷回路还包括制冷支路，制冷支路分别与第二冷凝器的输出端和第五换热部的输入端连接，制冷支路上串接有一个第二供液电磁阀，可以通过第二供液电磁阀控制制冷支路中温度偏高的制冷剂中和从第三节流控件输出的超低温制冷剂，以此调节第五换热部的输出冷量，减少第四加热装置热补偿的能耗，进一步节约能源。

进一步地，第二压缩机和第二冷凝器之间串接有一个油分离器，使得第二压缩机内排出的润滑油分离，提高第二制冷回路的运行效率。

进一步地，第一进气段、第二进气段、第三进气段、第四进气段上均分别串接有供气电磁阀、流量计和流量控制阀，可以精准控制每个进气段的输气量，确保测试环境精确稳定。

进一步地，第一低温箱、第二低温箱、高温箱和常温箱内均设置有用于固定元器件的测试夹具，确保被测元器件连接稳定。

进一步地，第一低温箱的温度范围为-20~10℃，常温箱的温度范围为10~50℃，高温箱的温度范围为50~200℃，第二低温箱的温度范围为-80~-20℃。

由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：

本发明的用于元器件的节能三温测试系统，通过多个不同温度进气段及其对应通入的多个试验箱，实现了多个产品、多种测试环境同时进行测试，大大提高了测试效率；还通过换热部将制冷回路中产生的余温充分导出，用于进行高温和常温测试，不仅大量的降低了能源消耗，还减轻了制冷回路的工作负担；另外，通过每个进气段上设置的加热装置对各进气段内的气体温度进行调节，确保了测试箱内的环境精准可控。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明中一个实施例的原理示意图；

其中，附图标记说明如下：

1、第一低温系统；11、第一低温箱；12、第一进气段；121、第一加热装置；13、第一制冷回路；131、第一压缩机；132、第一冷凝器；133、第一节流控件；134、第一换热部；135、第二换热部；136、第二节流控件；137、第一干燥过滤器；14、第一供液电磁阀；2、高温系统；21、高温箱；22、第二进气段；221、第二加热装置；23、第三换热部；3、常温系统；31、常温箱；32、第三进气段；321、第三加热装置；33、第四换热部；4、第二低温系统；41、第二低温箱；42、第四进气段；421、第四加热装置；43、第二制冷回路；431、第二压缩机；432、第二冷凝器；433、第三节流控件；434、第五换热部；435、第二干燥过滤器；436、油分离器；44、制冷支路；441、第二供液电磁阀；5、供气电磁阀；6、流量计；7、流量控制阀；8、测试夹具。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考附图1，本实施例提供了一种用于元器件的节能三温测试系统，包括第一低温系统1、高温系统2、常温系统3以及第二低温系统4。

第一低温系统1包括至少一个第一低温箱11、用于为至少一个第一低温箱11供给气体的第一进气段12、用于对第一进气段12内气体进行降温的第一制冷回路13，第一制冷回路13包括第一压缩机131、输入端与第一压缩机131的输出端连接的第一冷凝器132、输入端与第一冷凝器132的输出端连接的第一节流控件133、输入端与第一节流控件133的输出端连接的第一换热部134，第一换热部134的输出端与第一压缩机131的输入端连接，第一进气段12内的气体经过第一换热部134降温后通入至少一个第一低温箱11，第一进气段12靠近至少一个第一低温箱11的部位均设置有第一加热装置121，通过第一进气段12将经过第一换热部134降温后的冷气通入多个第一低温箱11，实现了在多个第一低温箱11内同时进行低温试验，提高测试效率，并且通过第一加热装置121进行热量补偿，确保第一低温箱11内的温度精准可控，具体的，第一低温箱11内的温度范围为-20~10℃，第一制冷回路13还包括用于与第二低温系统4换热的第二换热部135、输出端与第二换热部135的输入端连接的第二节流控件136，第二节流控件136的输入端与第一冷凝器132输出端连接，第二换热部135的输出端与第一压缩机131的输入端连接，使第一低温系统1与第二低温系统4形成多级制冷，提高测试系统的制冷性能。

高温系统2包括至少一个高温箱21、用于为至少一个高温箱21供给气体的第二进气段22、第三换热部23，第三换热部23串接在第一压缩机131与第一冷凝器132之间，第二进气段22内的气体经过第三换热部23加热后通入至少一个高温箱21，第二进气段22靠近至少一个高温箱21的部位均设置有第二加热装置221，通过第三换热部23将第一制冷回路13中经由第一压缩机131压缩后的高温高压制冷剂与第二进气段22内的气体进行热交换，将第二进气段22内的气体加热升温后通入多个高温箱21，不仅减轻了第一冷凝器132的散热负担，还将第一制冷回路13中的废热充分利用于高温测试，使得无需在系统中单独设置加热组件，不仅节省了大量的能源，还通过在多个高温箱21内同时进行高温试验，提高了测试效率，而第二加热装置221可以对第二进气段22内的气体温度进行微调，使输出的温度更加精准，具体的，高温箱21内的温度范围为50~200℃。

常温系统3包括至少一个常温箱31、用于为至少一个常温箱31供给气体的第三进气段32、第四换热部33，第四换热部33串接在第一换热部134和第一压缩机131之间，第三进气段32内的气体经过第四换热部33换热后通入至少一个常温箱31，第三进气段32靠近至少一个常温箱31的部位均设置有第三加热装置321，通过第四换热部33将第一制冷回路13中经由第一换热部134换热后的制冷剂与第三进气段32内的气体进行热交换，然后第三进气段32将气体通入多个常温箱31以同时进行常温试验，充分利用制冷剂的余温，节约能源，提高测试效率，并通过第三加热装置321进行温度调节，使得温度精准可控，具体的，常温箱31内的温度范围为10~50℃。

第二低温系统4包括至少一个第二低温箱41、用于为第二低温箱41供给气体的第四进气段42、用于对第四进气段42内气体进行降温的第二制冷回路43，第二制冷回路43包括第二压缩机431、输入端与第二压缩机431的输出端连接的第二冷凝器432、输入端与第二冷凝器432的输出端连接的第三节流控件433、输入端与第三节流控件433的输出端连接的第五换热部434，第五换热部434的输出端与第二压缩机431的输入端连接，第二换热部135串接在第二冷凝器432和第三节流控件433之间，第四进气段42内的气体经过第五换热部434降温后通入第二低温箱41，第四进气段42靠近至少一个第二低温箱41的部位均设置有第四加热装置421，通过第二换热部135使第一制冷回路13与第二制冷回路43形成多级制冷回路，进一步降低第五换热部434所能输出的温度，再通过第四进气段42将经过第五换热部434制冷后的气体通入多个第二低温箱41，实现了在多个第二低温箱41内同时进行超低温试验，提高测试效率，并且通过第四加热装置421进行热量补偿，确保第二低温箱41内的温度精准可控，具体的，第二低温箱41内的温度范围为-80~-20℃。

在一种更为优选的实施方案中，第一冷凝器132的输出端串接有第一干燥过滤器137，第一干燥过滤器137的输出端分别与第一节流控件133和第二节流控件136的输入端连接，第二换热部135与第三节流控件433之间串接有第二干燥过滤器435，可以过滤第一制冷回路13与第二制冷回路43中的水分与杂质，清洁制冷剂。

在一种更为优选的实施方案中，第一干燥过滤器137与第一节流控件133之间、第一干燥过滤器137与第二节流控件136之间以及第二换热部135与第二干燥过滤器435之间均设置有一个第一供液电磁阀14，可以通过分别设置的第一供液电磁阀14控制与切换第一制冷回路13和第二制冷回路43，提高测试系统的操作性。

在一种更为优选的实施方案中，第二制冷回路43还包括制冷支路44，制冷支路44分别与第二冷凝器432的输出端和第五换热部434的输入端连接，制冷支路44上串接有一个第二供液电磁阀441，可以通过第二供液电磁阀441控制制冷支路44中温度偏高的制冷剂中和从第三节流控件433输出的超低温制冷剂，以此调节第五换热部434的输出冷量，减少第四加热装置421热补偿的能耗，进一步节约能源。

在一种更为优选的实施方案中，第二压缩机431和第二冷凝器432之间串接有一个油分离器436，使得第二压缩机431内排出的润滑油分离，提高第二制冷回路43的运行效率。

在一种更为优选的实施方案中，第一进气段12、第二进气段22、第三进气段32、第四进气段42上均分别串接有供气电磁阀5、流量计6和流量控制阀7，可以精准控制每个进气段的输气量，确保测试环境精确稳定。

在一种更为优选的实施方案中，第一低温箱11、第二低温箱41、高温箱21和常温箱31内均设置有用于固定元器件的测试夹具8，确保被测元器件连接稳定。

由于上述技术方案的运用，本发明相较现有技术具有以下优点：

本发明的用于元器件的节能三温测试系统，通过多个不同温度进气段及其对应通入的多个试验箱，实现了多个产品、多种测试环境同时进行测试，大大提高了测试效率；还通过换热部将制冷回路中产生的余温充分导出，用于进行高温和常温测试，不仅大量的降低了能源消耗，还减轻了制冷回路的工作负担；另外，通过每个进气段上设置的加热装置对各进气段内的气体温度进行调节，确保了测试箱内的环境精准可控。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：包括第一低温系统（1）、高温系统（2）、常温系统（3）以及第二低温系统（4）；

所述第一低温系统（1）包括至少一个第一低温箱（11）、用于为至少一个所述第一低温箱（11）供给气体的第一进气段（12）、用于对所述第一进气段（12）内气体进行降温的第一制冷回路（13），所述第一制冷回路（13）包括第一压缩机（131）、输入端与所述第一压缩机（131）的输出端连接的第一冷凝器（132）、输入端与所述第一冷凝器（132）的输出端连接的第一节流控件（133）、输入端与所述第一节流控件（133）的输出端连接的第一换热部（134），所述第一换热部（134）的输出端与所述第一压缩机（131）的输入端连接，所述第一进气段（12）内的气体经过所述第一换热部（134）降温后通入至少一个所述第一低温箱（11），所述第一进气段（12）靠近所述至少一个第一低温箱（11）的部位均设置有第一加热装置（121），所述第一制冷回路（13）还包括用于与所述第二低温系统（4）换热的第二换热部（135）、输出端与所述第二换热部（135）的输入端连接的第二节流控件（136），所述第二节流控件（136）的输入端与所述第一冷凝器（132）输出端连接，所述第二换热部（135）的输出端与所述第一压缩机（131）的输入端连接；

所述高温系统（2）包括至少一个高温箱（21）、用于为至少一个所述高温箱（21）供给气体的第二进气段（22）、第三换热部（23），所述第三换热部（23）串接在所述第一压缩机（131）与所述第一冷凝器（132）之间，所述第二进气段（22）内的气体经过所述第三换热部（23）加热后通入至少一个所述高温箱（21），所述第二进气段（22）靠近所述至少一个高温箱（21）的部位均设置有第二加热装置（221）；

所述常温系统（3）包括至少一个常温箱（31）、用于为至少一个所述常温箱（31）供给气体的第三进气段（32）、第四换热部（33），所述第四换热部（33）串接在所述第一换热部（134）和所述第一压缩机（131）之间，所述第三进气段（32）内的气体经过所述第四换热部（33）换热后通入至少一个所述常温箱（31），所述第三进气段（32）靠近所述至少一个常温箱（31）的部位均设置有第三加热装置（321）；

所述第二低温系统（4）包括至少一个第二低温箱（41）、用于为所述第二低温箱（41）供给气体的第四进气段（42）、用于对所述第四进气段（42）内气体进行降温的第二制冷回路（43），所述第二制冷回路（43）包括第二压缩机（431）、输入端与所述第二压缩机（431）的输出端连接的第二冷凝器（432）、输入端与所述第二冷凝器（432）的输出端连接的第三节流控件（433）、输入端与所述第三节流控件（433）的输出端连接的第五换热部（434），所述第五换热部（434）的输出端与所述第二压缩机（431）的输入端连接，所述第二换热部（135）串接在所述第二冷凝器（432）和所述第三节流控件（433）之间，所述第四进气段（42）内的气体经过所述第五换热部（434）降温后通入所述第二低温箱（41），所述第四进气段（42）靠近所述至少一个第二低温箱（41）的部位均设置有第四加热装置（421）。

2.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第一冷凝器（132）的输出端串接有第一干燥过滤器（137），所述第一干燥过滤器（137）的输出端分别与所述第一节流控件（133）和所述第二节流控件（136）的输入端连接，所述第二换热部（135）与所述第三节流控件（433）之间串接有第二干燥过滤器（435）。

3.根据权利要求2所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第一干燥过滤器（137）与所述第一节流控件（133）之间、所述第一干燥过滤器（137）与所述第二节流控件（136）之间以及所述第二换热部（135）与所述第二干燥过滤器（435）之间均设置有一个第一供液电磁阀（14）。

4.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第二制冷回路（43）还包括制冷支路（44），所述制冷支路（44）分别与所述第二冷凝器（432）的输出端和所述第五换热部（434）的输入端连接，所述制冷支路（44）上串接有一个第二供液电磁阀（441）。

5.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第二压缩机（431）和所述第二冷凝器（432）之间串接有一个油分离器（436）。

6.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第一进气段（12）、所述第二进气段（22）、所述第三进气段（32）、所述第四进气段（42）上均分别串接有供气电磁阀（5）、流量计（6）和流量控制阀（7）。

7.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第一低温箱（11）、所述第二低温箱（41）、所述高温箱（21）和所述常温箱（31）内均设置有用于固定所述元器件的测试夹具（8）。

8.根据权利要求1所述的用于元器件的节能三温测试系统，其特征在于：所述第一低温箱（11）的温度范围为-20~10℃，所述常温箱（31）的温度范围为10~50℃，所述高温箱（21）的温度范围为50~200℃，所述第二低温箱（41）的温度范围为-80~-20℃。