CN116576990A - 一种热电阻温度计的标定装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种热电阻温度计的标定装置。包括：壳体，内置有腔室；真空泵，通过管道与腔室连通，真空泵用于对腔室抽真空，以使腔室维持真空环境；冷源体，设置在腔室内，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计设置在冷源体的顶端，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计分别用于测量冷源体的温度；保冷罩，为底端开口的罩体，保冷罩的底端与冷源体的顶端可拆卸连接，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计容纳在保冷罩内；航空插头，设置在壳体上，航空插头通过导线与标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计连接，航空插头用于将标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计的测量结果传输至显示器。

Description

一种热电阻温度计的标定装置

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，特别涉及一种热电阻温度计的标定装置。

背景技术

随着科技的发展，低温技术有着越来越多的应用场景。在低温冷箱或者其他低温设备中经常需要布置多个热电阻温度计，以用于测量管道或设备的温度。为了保证热电阻温度计测量结果的准确性，在对热电阻温度计进行安装使用之前，需要对其进行标定。

然而，现有标定装置主要应用于常温热电阻温度计的标定，而对于低温环境，尤其是2～5K的液氦温区，由于液氦温区与环境温度(约300K)存在较大的温差，温度计在标定过程中容易受到外界环境的影响，导致标定结果存在误差。

因此，目前亟待需要一种热电阻温度计的标定装置来解决上述问题。

发明内容

本发明提供了一种热电阻温度计的标定装置，能够避免外界环境对热电阻温度计的影响，从而对低温环境的热电阻温度计进行准确地标定。

本发明提供了一种热电阻温度计的标定装置，包括：

壳体，内置有腔室；

真空泵，通过管道与所述腔室连通，所述真空泵用于对所述腔室抽真空，以使所述腔室维持真空环境；

冷源体，设置在所述腔室内，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计设置在所述冷源体的顶端，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计分别用于测量所述冷源体的温度；

保冷罩，为底端开口的罩体，所述保冷罩的底端与所述冷源体的顶端可拆卸连接，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计容纳在所述保冷罩内；

航空插头，设置在所述壳体上，所述航空插头通过导线与所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计连接，所述航空插头用于将所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计的测量结果传输至显示器。

在一种可能的设计中，还包括导冷座；

设置在所述冷源体的顶端，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计设置在所述导冷座的顶端，所述保冷罩的底端与所述导冷座的顶端可拆卸连接。

在一种可能的设计中，还包括铟片，设置在所述冷源体和所述导冷座之间。

在一种可能的设计中，所述导冷座的侧壁上设置有加热丝。

在一种可能的设计中，所述保冷罩上设置有孔洞，每根所述导线的一端分别与相应的热电阻温度计连接，另一端分别与所述航空插头连接，每根所述导线可分别穿出所述孔洞，并在所述保冷罩的外壳上缠绕若干圈。

在一种可能的设计中，所述保冷罩的材料为铜。

在一种可能的设计中，所述冷源体为制冷机；

所述制冷机的冷端设置在所述腔室内，连接端设置在所述腔室外，所述连接端与外部的制冷设备连接，通过所述制冷设备使所述冷端维持在设定温度。

在一种可能的设计中，所述壳体包括筒体、圆形上法兰盖和圆形下法兰盖，所述筒体的上端设置有圈法兰，所述上法兰盖与所述圈法兰可拆卸连接，所述下法兰盖与所述筒体的下端固定连接；

所述下法兰盖上设置有真空口，所述真空泵通过所述真空口与所述腔室连通；

所述上法兰盖的下部吊装有圆形的第一辐射屏，所述筒体的内壁一侧设置有筒形的第二辐射屏，所述冷源体和所述保冷罩设置在所述第一辐射屏和所述第二辐射屏形成的空间内。

在一种可能的设计中，还包括多个铰链螺栓，每个所述铰链螺栓均包括铰链、卡槽和手柄；

所述铰链位于所述铰链螺栓的底部，所述铰链与所述筒体的外壁固定连接，以使所述铰链螺栓可绕所述筒体做俯仰运动；所述卡槽位于所述铰链螺栓的中部，所述卡槽可与所述上法兰盖的边缘卡接；每个所述铰链螺栓的顶部均设置有手柄，通过旋拧所述手柄，控制所述卡槽卡紧所述上法兰盖或与所述上法兰盖分离。

在一种可能的设计中，还包括升降装置，包括轴套、吊杆、螺杆和调节螺母；

所述轴套固定在所述筒体外壁的上部，所述轴套的轴向上设置有孔洞；所述螺杆的一端与所述上法兰盖的顶部中心固定连接，所述调节螺母螺装在所述螺杆上；所述吊杆为L型，所述吊杆的一端插装在所述轴套的螺纹孔内，与所述轴套螺装固定，所述吊杆可绕所述轴套的中心转动；所述吊杆的另一端套接在所述螺杆上，位于所述调节螺母和所述上法兰盖之间；

通过旋转所述调节螺母，可使所述上法兰盖沿所述螺杆的轴向上下移动。

本发明实施例中，通过设置真空泵，可以使腔室维持真空环境，从而消除腔室内的对流换热，避免外界环境的热量传导至冷源体，以维持冷源体温度的稳定性。此外此外，由于保冷罩和与冷源体连接，所以保冷罩的温度与冷源体的温度基本相同。又因为热电阻温度计的温度与冷源体的温度相同，因此保冷罩和温度计的温度基本相同，温差较小。如此，当外界辐射到达保冷罩后，不会进一步辐射到温度计上。因此，通过设置保冷罩，可以保持温度计的温度稳定，减小测量误差。

由此可见，本发明通过对壳体内的腔室进行抽真空以及将温度计设置在保冷罩内，可以有效降低冷源体与外界环境的热量交换，保证冷源体温度的稳定性，提高低温环境下热电阻温度计标定结果的准确定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的剖视图；

图2是本发明一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的主视图；

图3是本发明一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的立体结构示意图；

图4是本发明另一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的立体结构示意图；

图5是本发明一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的局部结构示意图；

图6是本发明一实施例提供的热电阻温度计的标定装置的俯视结构示意图。

附图标记：

1-壳体；

11-筒体、12-上法兰盖、13-下法兰盖、14-第一辐射屏、15-第二辐射屏、16-圈法兰、17-密封圈；

2-真空泵；

3-冷源体；

4-保冷罩；

5-航空插头；

6-导冷座；

7-铟片；

81-导线；82-加热丝；

9-铰链螺栓；

91-铰链、92-卡槽、93-手柄；

10-升降装置；

101-轴套、102-吊杆、103-螺杆、104-调节螺母；

20-架体。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

如图1～图4所示，为本发明实施例提供的热电阻温度计的标定装置的结构示意图。从图中可以看出，标定装置包括：

壳体1，内置有腔室；

真空泵2，通过管道与腔室连通，真空泵2用于对腔室抽真空，以使腔室维持真空环境；

冷源体3，设置在腔室内，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计设置在冷源体3的顶端，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计分别用于测量冷源体3的温度；

保冷罩4，为底端开口的罩体，保冷罩4的底端与冷源体3的顶端可拆卸连接，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计容纳在保冷罩4内；

航空插头5，设置在壳体1上，航空插头5通过导线81与标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计连接，航空插头5用于将标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计的测量结果传输至显示器。

在该实施例中，通过设置真空泵2，可以使腔室维持真空环境，从而消除腔室内的对流换热，避免外界环境的热量传导至冷源体3，以维持冷源体3温度的稳定性。此外，由于保冷罩4和与冷源体3连接，所以保冷罩4的温度与冷源体3的温度基本相同。又因为热电阻温度计的温度与冷源体3的温度相同，因此保冷罩4和温度计的温度基本相同，温差较小。如此，当外界辐射到达保冷罩4后，不会进一步辐射到温度计上。因此，通过设置保冷罩4，可以保持温度计的温度稳定，减小测量误差。

由此可见，本发明通过对壳体1内的腔室进行抽真空以及将温度计设置在保冷罩4内，可以有效降低冷源体3与外界环境的热量交换，保证冷源体3温度的稳定性，提高低温环境下热电阻温度计标定结果的准确定。

本实施例中，冷源体3的温度为2～5K中的任一温度，从而对低温热电阻温度计进行标定。标准热电阻温度计是已经标定好的温度计，标定时，使用标准热电阻温度计和待标定的温度计同时测量冷源体3的温度，然后根据标准热电阻温度计的测量结果确定待标定温度计的标定结果。例如，冷源体3的温度为2K，标准热电阻温度计的测量结果显示为100欧姆，而待标定热电阻温度计的测量结果显示为99欧姆，则标定结果为待标定热电阻温度计的99欧姆代表温度为2K。同理，可以对待标定热电阻温度计的其它温度如3K、4K和5K等进行标定。此外，标准热电阻温度计的数量为1支，待标定热电阻温度计的数量为多支，如此可以同时对多支温度计进行标定。

在一些实施方式中，冷源体3为制冷机。制冷机的冷端设置在腔室内，连接端设置在腔室外，连接端与外部的制冷设备连接，通过制冷设备使冷端维持在设定温度。

本实施例中，制冷设备可以是压缩机，通过压缩机和制冷机，有利于快速调节制冷机的功率，从而快速确定待标定热电阻温度计在不同温度下的标定结果。

此外，如图6所示，各热电阻温度计通过螺装的方式固定在冷源体3上，当待标定的热电阻温度计标定完成后，需要更换新的温度计。因此，需要频繁的对温度计进行安装和拆卸，如此，会使螺装处发生松动或破坏，影响标定结果。而冷源体3通常为较贵重设备，如制冷机，更换成本较高。

因此，如图1和图5所示，在一些实施方式中，还包括导冷座6，设置在冷源体3的顶端，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计设置在导冷座6的顶端，保冷罩4的底端与导冷座6的顶端可拆卸连接。

在该实施例中，导冷座6的材料为纯铜，导冷座6与冷源体3之间导热良好，可近似认为导冷座6的温度与冷源体3的温度相同，如此，热电阻温度计测得的导冷座6的温度可认为是冷源体3的温度。通过设置导冷座6，当热电阻温度计与导冷座6固定不良时，只需要更换导冷座6即可，降低投资成本。

如图1和图5所示，在一些实施方式中，还包括铟片7，设置在冷源体3和导冷座6之间。铟片7材质较软且导热性良好，被压紧以后可以与导冷座6和冷源体3有非常好的接触效果，使冷源体3的冷量能够更好地传递给导冷座6，进步保证导冷座6的温度接近冷源体3的温度，降低测量误差。

如图1和图5所示，在一些实施方式中，导冷座6的侧壁上设置有加热丝82。能够在完成测量后使热电阻温度计快速升高温度，以便于快速拆装。

在一些实施方式中，保冷罩4上设置有孔洞，每根导线81的一端分别与相应的热电阻温度计连接，另一端分别与航空插头5连接，每根导线81可分别穿出孔洞，并在保冷罩4的外壳上缠绕若干圈。

在该实施方式中，因为航空插头5处的温度是常温，约300K，与保冷罩4和热电阻温度计的温差较大，如果不延长导线81的长度，会有较多的热量沿导线81从航空插头5传递至热电阻温度计，影响测量结果的准确性。

而该实施例中，第一方面，因为导线81在保冷罩4上缠绕，所以导线与保冷罩4的温度相同，外界热量无法通过导线传递给温度计，而只会传递给保冷罩4，从而使温度计不受导线传热的影响。另一方面，曲折的导线增加了导热长度，使沿导线传递到保冷罩4的热量较少，降低了冷源体3的冷量消耗，同时有助于保证温度计的温度稳定。由此可见，通过延长导线，并将导线在保冷罩4上缠绕多圈，可以有效提高温度计的测量精度。

如图2和图3所示，在一些实施方式中，壳体1包括筒体11、圆形上法兰盖12和圆形下法兰盖13，筒体11的上端设置有圈法兰16，上法兰盖12与圈法兰16可拆卸连接，下法兰盖13与筒体11的下端固定连接；

下法兰盖13上设置有真空口，真空泵2通过真空口与腔室连通；

上法兰盖12的下部吊装有圆形的第一辐射屏14，筒体11的内壁一侧设置有筒形的第二辐射屏15，冷源体3和保冷罩4设置在第一辐射屏14和第二辐射屏15形成的空间内。

在该实施例中，第一辐射屏14和第二辐射屏15均由抛光铝板制作而成，能够遮挡壳体1的辐射，减少壳体1辐射对冷源体3、导冷座6、热电阻温度计等低温部件的影响，使其减少辐射漏热，温度更稳定，提高测量的准确性。此外，圈法兰16和上法兰盖12之间还设置有密封圈17，以提高腔室的密封性。

如图1和图3所示，在一些实施方式中，为了保证标定装置的稳定性，还包括底座，下法兰盖13安装在底座上。底座可以是中空的架体20，真空泵2安装在架体20内，本申请不对底座的结构做具体限定。

如图2～图4所示，在一些实施方式中，还包括多个铰链螺栓9，每个铰链螺栓9均包括铰链91、卡槽92和手柄93；

铰链91位于铰链螺栓9的底部，铰链91与筒体11的外壁固定连接，以使铰链螺栓9可绕筒体11做俯仰运动；卡槽92位于铰链螺栓9的中部，卡槽92可与上法兰盖12的边缘卡接；每个铰链螺栓9的顶部均设置有手柄93，通过旋拧手柄93，控制卡槽92卡紧上法兰盖12或与上法兰盖12分离。

从图中可以看出，沿筒体11的上部均匀焊装有4组铰链螺栓9。铰链螺栓9下部的铰链91焊装在筒体11上，以使铰链螺栓9可以绕铰链91进行上下转动。铰链螺栓9的中部设置有卡槽92，上部为梅花手柄93。其中卡槽92可以卡住上法兰盖12的边缘，上法兰盖12的边缘为凸起的坡口，可以防止松脱。

拧动梅花手柄93，可以带动卡槽92下压上法兰盖12，从而使上法兰盖12与圈法兰16紧密配合，并压紧密封圈17实现密封。

松开梅花手柄93，使铰链螺栓9绕铰链91下垂，则可以开启上法兰盖12。

在一些实施方式中，还包括升降装置10，升降装置10包括轴套101、吊杆102、螺杆103和调节螺母104；

轴套101固定在筒体11外壁的上部，轴套101的轴向上设置有孔洞；螺杆103的一端与上法兰盖12的顶部中心固定连接，调节螺母104螺装在螺杆103上；吊杆102为L型，吊杆102的一端插装在轴套101的螺纹孔内，与轴套101螺装固定，吊杆102可绕轴套101的中心转动；吊杆102的另一端套接在螺杆103上，位于调节螺母104和上法兰盖12之间；

通过旋转调节螺母104，可使上法兰盖12沿螺杆103的轴向上下移动。

在该实施例中，当铰链螺栓9处于下垂状态后，拧动调节螺母104，使螺杆103向上提起，带动上法兰盖12向上移动，提高上法兰盖12的高度，使第一辐射屏14的位置高于圈法兰16。然后推动上法兰盖12绕轴套101旋转，从而打开该标定装置的内部空间，如图4所示，从而可以更换热电阻温度计。

下面具体给出使用上述标定装置对热电阻温度计的标定过程：

S1，将1支读数准确的标准热电阻温度计和至少一支待标定热电阻温度计安装到导冷座6上，螺装固定。

S2，将保冷罩4安装到导冷座6上，遮蔽温度计，螺装固定。

S3，将热电阻温度计的导线81在保冷罩4上紧密缠绕，并设置较长的曲折段后再与航空插头5连接。

S4，使用铰链螺栓9将上法兰盖12与圈法兰16箍紧。

S5，开启真空泵2，将筒体11内部抽成真空。

S6，调节冷源体3的温度(如制冷机)，使导冷座6温度下降到2k，待各热电阻温度计读数稳定后，依次读取各热电阻温度计的温度示数。

S7，调节冷源体3的温度，使温度升高，依次调整温度到3K、4K、5K，读取各热电阻温度计的示数，并以标准热电阻温度计的读数为准进行标定。

S8，完成温度计标定后，制冷机停机，松开铰链螺栓9，使用调节螺母104提高上法兰盖12高度后，绕轴套101旋转上法兰盖12，打开筒体11内部空间。

S9，通过加热丝82给导冷座6和热电阻温度计等加热升温，待温度恢复到常温后，拆除待标定温度计，更换新的温度计重复上述步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种热电阻温度计的标定装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，内置有腔室；

真空泵(2)，通过管道与所述腔室连通，所述真空泵(2)用于对所述腔室抽真空，以使所述腔室维持真空环境；

冷源体(3)，设置在所述腔室内，标准热电阻温度计和待标定热电阻温度计设置在所述冷源体(3)的顶端，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计分别用于测量所述冷源体(3)的温度；

保冷罩(4)，为底端开口的罩体，所述保冷罩(4)的底端与所述冷源体(3)的顶端可拆卸连接，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计容纳在所述保冷罩(4)内；

航空插头(5)，设置在所述壳体(1)上，所述航空插头(5)通过导线(81)与所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计连接，所述航空插头(5)用于将所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计的测量结果传输至显示器。

2.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，还包括导冷座(6)；

设置在所述冷源体(3)的顶端，所述标准热电阻温度计和所述待标定热电阻温度计设置在所述导冷座(6)的顶端，所述保冷罩(4)的底端与所述导冷座(6)的顶端可拆卸连接。

3.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，还包括铟片(7)，设置在所述冷源体(3)和所述导冷座(6)之间。

4.根据权利要求2所述的标定装置，其特征在于，所述导冷座(6)的侧壁上设置有加热丝(82)。

5.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述保冷罩(4)上设置有孔洞，每根所述导线(81)的一端分别与相应的热电阻温度计连接，另一端分别与所述航空插头(5)连接，每根所述导线(81)可分别穿出所述孔洞，并在所述保冷罩(4)的外壳上缠绕若干圈。

6.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述保冷罩(4)的材料为铜。

7.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述冷源体(3)为制冷机；

所述制冷机的冷端设置在所述腔室内，连接端设置在所述腔室外，所述连接端与外部的制冷设备连接，通过所述制冷设备使所述冷端维持在设定温度。

8.根据权利要求1所述的标定装置，其特征在于，所述壳体(1)包括筒体(11)、圆形上法兰盖(12)和圆形下法兰盖(13)，所述筒体(11)的上端设置有圈法兰(16)，所述上法兰盖(12)与所述圈法兰(16)可拆卸连接，所述下法兰盖(13)与所述筒体(11)的下端固定连接；

所述下法兰盖(13)上设置有真空口，所述真空泵(2)通过所述真空口与所述腔室连通；

所述上法兰盖(12)的下部吊装有圆形的第一辐射屏(14)，所述筒体(11)的内壁一侧设置有筒形的第二辐射屏(15)，所述冷源体(3)和所述保冷罩(4)设置在所述第一辐射屏(14)和所述第二辐射屏(15)形成的空间内。

9.根据权利要求8所述的标定装置，其特征在于，还包括多个铰链螺栓(9)，每个所述铰链螺栓(9)均包括铰链(91)、卡槽(92)和手柄(93)；

所述铰链(91)位于所述铰链螺栓(9)的底部，所述铰链(91)与所述筒体(11)的外壁固定连接，以使所述铰链螺栓(9)可绕所述筒体(11)做俯仰运动；所述卡槽(92)位于所述铰链螺栓(9)的中部，所述卡槽(92)可与所述上法兰盖(12)的边缘卡接；每个所述铰链螺栓(9)的顶部均设置有手柄(93)，通过旋拧所述手柄(93)，控制所述卡槽(92)卡紧所述上法兰盖(12)或与所述上法兰盖(12)分离。

10.根据权利要求8所述的标定装置，其特征在于，还包括升降装置(10)，所述升降装置(10)包括轴套(101)、吊杆(102)、螺杆(103)和调节螺母(104)；

所述轴套(101)固定在所述筒体(11)外壁的上部，所述轴套(101)的轴向上设置有孔洞；所述螺杆(103)的一端与所述上法兰盖(12)的顶部中心固定连接，所述调节螺母(104)螺装在所述螺杆(103)上；所述吊杆(102)为L型，所述吊杆(102)的一端插装在所述轴套(101)的螺纹孔内，与所述轴套(101)螺装固定，所述吊杆(102)可绕所述轴套(101)的中心转动；所述吊杆(102)的另一端套接在所述螺杆(103)上，位于所述调节螺母(104)和所述上法兰盖(12)之间；

通过旋转所述调节螺母(104)，可使所述上法兰盖(12)沿所述螺杆(103)的轴向上下移动。