CN116764713A - 温度槽 - Google Patents

Abstract

提供能够使试样整体的温度均匀的温度槽。其特征在于，具有：底面壁(20)与侧面壁(21)为一体构造的导热部件(10)；由所述底面壁(20)与所述侧面壁(21)包围而成的凹部(5)；以及将所述导热部件(10)加热以及/或者冷却的热源部件(11)。

Description

温度槽

技术领域

本发明涉及能够将试样置于所希望的温度环境的装置。

背景技术

近年来，对通信技术、计算机控制技术的研究很盛行，例如IoT(Internet ofThings)、自动驾驶所使用的电子设备正被日益开发。

这些电子设备有时在多种温度环境下被使用。因此，有时需要评价电子设备本身、作为这些部件的半导体、电子部件、材料等的温度特性，或调查对于温度环境的影响。

此外，有时也想知道暴露于高温环境、低温环境时的基板等变形、翘曲等物理变化。

专利文献1中公开了能够用于该用途的加热冷却试验装置。

专利文献1所公开的加热冷却试验装置在帕尔帖模块的上表面安装有载置试样的板。

专利文献1所公开的加热冷却试验装置为载置试样的板露出的状态，不具有覆盖该板的部件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－287729号公报

发明内容

发明将要解决的课题

在专利文献1所记载的加热冷却试验装置中，板的温度被背面的帕尔帖模块控制。试样载置于板之上，从板直接接受热传导。

在专利文献1所记载的加热冷却试验装置中，试样的下表面侧与板接触，因此被调整为希望的温度，但试样的上表面侧受到周围的空气温度的强烈影响，存在与下表面侧的温度不同的情况。

本发明着眼于上述问题，其课题在于提供一种能够使试样整体的温度均匀的温度槽。

用于解决课题的手段

用于解决上述的课题的方式为，一种温度槽，具有：底面壁与侧面壁为一体构造的导热部件；凹部，其由所述底面壁与所述侧面壁包围而成；以及热源部件，其将所述导热部件加热以及/或者冷却。

本方式的温度槽具有凹部，在该凹部配置试样。

在本方式的温度槽中，凹部由底面壁与侧面壁为一体构造的导热部件构成。导热部件从热源部件接受加热、冷却而被调整表面温度，但由于该导热部件的底面壁与侧面壁为一体构造，因此底面壁与侧面壁的相互间的热量的流动顺畅，底面壁与侧面壁的温度大致相等。

试样也通过来自侧面壁的辐射热而被调整温度，但在本方式的温度槽中，底面壁与侧面壁的温度大致相等，因此对于试样的上表面侧的温度也成为接近下表面侧的温度。

凹部内的空间为由底面壁与侧面壁包围的空间，因此该空间的空气温度接近凹部的内壁的温度。

因此，凹部内的试样的设置面(下表面)以外的部位也被置于与设置面大致相同的环境，能够使试样整体的温度均匀。

在上述的方式中，优选的是，所述侧面壁的至少一个的厚度不均匀。

在上述的各方式中，优选的是，在所述侧面壁的至少一个中，底侧的区域的厚度比其他任意区域的厚度厚。

本方式的温度槽由于侧面壁的底侧的区域的厚度相对较厚，因此底面壁与侧面壁的相互间的热量的流动顺畅，底面壁与侧面壁的温度大致相等。

在上述的各方式中，优选的是，所述侧面壁的至少一个平面截面面积在上部侧比在底侧小。

本方式的温度槽由于侧面壁的底侧的区域的平面截面面积相对较大，因此底面壁与侧面壁的相互间的热量的流动顺畅，底面壁与侧面壁的温度大致相等。

在上述的各方式中，优选的是，在所述凹部的内侧面具有台阶部。

根据本方式，能够利用台阶部将试样置于中空。

在上述的各方式中，优选的是，具有盖部件，能够利用该盖部件密封所述凹部，在所述盖部件上具有窗，能够从外部观察所述凹部内。

本方式的温度槽具有盖部件，能够利用该盖部件密封所述凹部，因此凹部内被与外部隔断，能够减小外部空气的影响。

另外，由于具有窗，因此即使密封凹部，也能够从外部观察凹部内。

发明效果

若使用本发明的温度槽，则能够使试样整体的温度相对较均匀。

附图说明

图1是本发明的实施方式的温度槽的立体图。

图2是图1的A－A剖面图。

图3是图1所示的温度槽的分解立体图。

图4的(a)是图3所示的导热部件的B－B剖面图，(b)是图3所示的导热部件的C－C剖面图。

图5是表示将试样设置于图1所示的温度槽的状态的主体部的剖面图，(a)示出将试样置于底面壁之上的状态，(b)示出利用台阶部将试样支承于中空的状态。

图6的(a)至(c)是表示主体部的变形例的主体部的剖面图。

图7的(a)以及(b)是表示导热部件的变形例的主体部的俯视剖面图。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

如图1、图2所示，本实施方式的温度槽1由主体部2与盖部件3构成。

主体部2具有上表面开口的凹部5，在该凹部5内配置试样100(图5)。主体部2通过在由隔热材料构成的主体箱6中插入有导热部件10、热源部件11以及散热器12而成。在本实施方式中，在导热部件10中具有上述凹部5。

盖部件3使安装于主体部2凹部5的上表面开闭。在盖部件3设有窗15。

以下，对各部件进行说明。

关于导热部件10，如图2、图3所示，外形形状的轮廓为立方体，在导热部件10形成有上表面开口的凹部5。

如图2、图3所示，导热部件10具有底面壁20与包围该底面壁20的4面的侧面壁21，所述凹部5由底面壁20与4面的侧面壁21包围。

本实施方式的导热部件10为底面壁20与4面的侧面壁21一体构造的部件。

导热部件10的制造方法不被限定，但在本实施方式中，切削铝、铜合金等热传导性优异的金属块而制作。

即，切削金属块而成形出立方体的外形，在该立方体的部件设置成为凹部5的长方体状的孔来制作。因此，导热部件10成为没有接缝的一体构造。

作为导热部件10的其他制造方法，可考虑将底面壁20与4面的侧面壁21分别成型并通过焊接等一体化。

此外，也可以通过弯曲加工、锻造成形出底面壁20与4面的侧面壁21为一体构造的导热部件10。

本实施方式中采用的导热部件10的侧面壁21的厚度不均匀，如图2所示，成为底侧的下部区域25与成为开口侧的上部区域26中的厚度不同。具体而言，导热部件10的下部区域25与上部区域26相比厚度更厚。即，在侧面壁21中，底侧的区域的壁的厚度比侧面壁21的其他任意区域厚。

厚度的比率不被限定，但在本实施方式中，下部区域25的厚度与底面壁20同等，上部区域26比其薄。

如图4所示，侧面壁21的平面截面面积在上部侧(参照图4的(a))比在底侧(参照图4的(b))小。

在本实施方式中，侧面壁21的下部区域25的壁的厚度一样厚。此外，侧面壁21的上部区域26的壁的厚度一样薄。

因此，在两者的边界部，内表面成为台阶部30。

在本实施方式的导热部件10中，侧面壁21的上部区域26比下部区域25被切削得更多而使凹部5的与空气接触的内表面的面积较大。即，本实施方式的导热部件10相比于侧面壁的厚度一样厚构造，侧面壁21的内表面的面积更大。

在本实施方式中，在导热部件10的底面壁20安装有温度传感器22。温度传感器22的温度感测部(未图示)的位置为底面壁20的中心附近。

热源部件11是内置有帕尔帖元件的帕尔帖部件。

帕尔帖部件通过在2张金属板之间夹着帕尔帖元件而成，通过向帕尔帖元件通电，一方的金属板发热而温度上升，另一方的金属板吸热而温度降低。

散热器12是储存水等制冷剂的罐，如图3所示，具有进水管32与排水管33。

主体箱6为由隔热材料构成的箱体，构成主体部2的外廓。

主体箱6的大致形状为大致立方体，在中央部设有凹部35。此外，在主体箱6的一个侧面设有插通散热器12的进水管32与排水管33的开口37、38。

在主体箱6的上部的一边侧设置铰链40，在另一边侧设有卡合部41。

在主体箱6的对置的壁面设有把手27。

如图2、图3所示，主体部2为，在主体箱6的凹部35配置有导热部件10，在主体箱6的内底42与导热部件10的底面壁20之间配置有散热器12与热源部件11。

在本实施方式中，热源部件11的一面与导热部件10的底面直接接触，散热器12与热源部件11的另一面直接接触。

盖部件3是具有与主体部2的上表面一致的下表面的板状的部件。

在盖部件3设有窗15。窗15通过在设于盖部件3的中央的贯通内外的四边形的开口43中嵌入玻璃板45、46而成。

玻璃板45、46都是具备耐热性的、透光性较高的石英玻璃。

在玻璃板45、46之间具有间隙50，从未图示的供给口向间隙50内供给干燥空气。通过向玻璃板45、46之间的间隙50供给干燥空气，能够防止玻璃板45、46的模糊、结露。

在盖部件3的一边侧设有把手47。此外，在同一边侧设有两组肘节机构式的闭合器具48。

如图2所示，在盖部件3的下表面设有密封件51。

盖部件3经由铰链40安装于主体部2，能够使主体部2的凹部5开闭。

通过打开盖部件3，主体部2的凹部5开放，通过关闭盖部件3，能够密封凹部5。在本实施方式中，在盖部件3设有密封件51，因此通过关闭盖部件3，凹部5内成为密闭状态。

在关闭盖部件3时，将闭合器具48卡合于主体部2的卡合部41，使闭合器具48成为图1的姿态。其结果，利用肘节机构将盖部件3拉向主体部2并紧固。

接下来，对本实施方式的温度槽1的使用方法以及作用进行说明。

本实施方式的温度槽1能够对于电子部件、基板等试样100进行环境试验。

作为最初的工序，将试样100放入凹部5内。例如图5的(a)所示，将试样100置于凹部5的底面壁20。如图5的(a)所示，也可以隔着热传导优异的片材101、糊剂将试样100置于底面壁20，也可以将试样100直接置于底面壁20。

然后，关闭盖部件3，密封凹部5，向热源部件11通电。

通过未图示的控制装置，监视温度传感器22的感测温度，对热源部件11的通电量进行P.I.D控制，以使温度传感器22的感测温度成为所希望的温度。

热源部件11是帕尔帖部件，既可加热也可以冷却导热部件10，但作为一个例子，向热源部件11的导热部件10侧的面成为低温状态的方向通电。在这种情况下，在散热器12中流过冷却水。

若向热源部件11通电而使热源部件11的导热部件10侧的面为低温状态，则相反侧的面升温，但该热量被散热器12夺取而向外部排热。

通过向热源部件11通电，热量从导热部件10向热源部件11移动。虽然热量从高温侧向低温侧移动，但为了方便说明，表现为冷热从热源部件11向导热部件10移动。

根据该表现，通过向热源部件11通电，热源部件11的一面温度降低，冷热从热源部件11向导热部件10移动。

冷热向热源部件11所接触的导热部件10的底面壁20移动，从底面壁20向侧面壁21扩展。

这里，本实施方式采用的导热部件10是底面壁20与4面的侧面壁21为一体构造且无接缝的构造，因此底面壁20与4面的侧面壁21相互间的热量的流动顺畅。

除此之外，本实施方式采用的导热部件10的侧面壁21与底面壁20的连接部分厚，冷热通过的移动面较大。

因此，底面壁20与4面的侧面壁21之间的热阻较小，底面壁20与4面的侧面壁21相互间的热量的流动更加顺畅，侧面壁21的温度成为与底面壁20的温度近似的温度。

试样100实质上与导热部件10的底面壁20相接，试样100的下表面实质上直接从底面壁20接受冷热。

另一方面，由于侧面壁21的温度成为与底面壁20的温度近似的温度，因此利用辐射热冷却试样100的上表面、侧面。而且，由于侧面壁21的温度成为与底面壁20的温度近似的温度，因此凹部5内的空间温度成为与底面壁20的温度近似的温度，试样100的上表面、侧面被冷却。

其结果，试样100的上表面与下表面的温度接近。

在以上说明的实施方式中，将试样100置于凹部5的底面壁20，但也可以如图5的(b)所示，利用台阶部30将试样100置于中空的位置。

在图5的(b)所示的实施方式中，将网状的保持板102载置于台阶部30，将保持板102保持于在高度方向上离开底面壁20的位置，将试样100载置于该保持板102。其结果，试样100保持于凹部5的中空的位置。

以上说明的导热部件10是下部区域25的壁的厚度与上部区域26的壁的厚度以台阶部30为界不同的构造，为下部区域25与上部区域26中的厚度不同的二级构造，但壁的厚度也可以是三级以上不同的级构造。

在以上说明的导热部件10中，侧面壁21的下部区域25的壁的厚度在任意位置都相同且一样厚，侧面壁21的上部区域26的壁的厚度在任意位置都相同且一样薄。

本发明并不限定于该剖面形状，例如如图6的(a)所示的导热部件60所示，内壁面的剖面形状也可以是倾斜面65

本实施方式的导热部件60也是侧面壁21的厚度不均匀，下部区域25的厚度比上部区域26的厚度厚。即，侧面壁21的底侧的区域的壁的厚度比侧面壁21的其他任意区域厚。侧面壁21的平面截面面积在上部侧比在底侧小。

此外，例如如图6的(b)所示的导热部件61那样，内壁面的剖面形状也可以是曲面66。侧面壁21在上部区域与下部区域之间的中间区域厚度最薄。侧面壁21的下部区域的壁的厚度比该中间区域厚。

本实施方式的导热部件61也是侧面壁21的厚度不均匀，下部区域的厚度比壁的厚度最薄的中间区域厚。即，侧面壁21的底侧的区域壁的厚度比其他任意区域厚。侧面壁21的平面截面面积在中间高度比在底侧小。

而且，也可以如图6的(c)所示的导热部件62那样，在内壁面设有突起55。在图6的(c)所示的导热部件62中，利用突起55在内侧面形成有台阶部。

此外，也可以如图7所示的导热部件63那样在侧面壁21设置纵槽57。本实施方式的导热部件63的侧面壁21为翅片状(鳍状)，与空气的接触面积较大，容易使凹部5内的空间温度接近导热部件63的内壁的温度。

在以上说明的实施方式中，4面的侧面壁21的剖面形状相同，但也可以混合存在不同的剖面形状。

例如，也可以是任一个侧面壁的内表面为直线的垂直面。即，任一个侧面壁可以是厚度均匀。此外，也可以是所有的侧面壁的厚度均匀。

在上述的实施方式中，在导热部件10的底面壁20安装有温度传感器22，但温度传感器22的安装位置是任意的，也可以在侧面壁21安装有温度传感器22。

另外，也可以在试样100安装温度传感器22，进行控制以使试样100的温度为所希望的温度。而且，作为其他例，也可以在凹部5的内部设置温度传感器22，进行控制以使内部的空间温度成为希望的温度。

在以上说明的实施方式中，在盖部件3设有窗15，能够目视观察观察温度槽1的内部，但窗15的有无是任意的。

温度槽1的用途不被限定。

即使在将温度槽1利用于环境试验的情况下，试验方法也是任意的，例如也可以将凹部5的温度保持为一定，调查试样100的变化。此外，也可以如热循环试验那样使凹部5的温度在高温环境与低温环境中反复变化，调查试样100的变化。

在上述的实施方式中，作为热源部件11使用了帕尔帖部件，但也可以取代帕尔帖部件而使用制冷装置、电加热器。

但是，由于制冷装置伴随着振动，因此推荐采用没有振动的帕尔帖部件。

本实施方式的温度槽1能够加快导热部件10等的温度变化的速度、内部空气的温度变化的速度。在本实施方式的温度槽1中，导热部件10的表面温度的均匀化得以促进，内部的空气的温度也变得相对较均匀。

此外，以上说明的温度槽1由于导热部件10等的侧面壁21的上部侧的厚度薄，因此导热部件10等的热容量相对较小。因此导热部件10的温度变化相对较快。

此外，关于上述的导热部件10等，凹部5内的与空气接触的内表面的面积在上部侧比在底侧大。因此，热量从侧面壁21向凹部5内的空气的移动得以促进，凹部5内的空气的温度变化相对较快。

此外，关于在上述的温度槽1中采用的导热部件10等，加厚侧面壁21的下部的厚度，确保了底面壁20与侧面壁21的连接区域的截面面积，因此底面壁20与侧面壁21之间的热阻较小，不会妨碍热量从底面壁20向侧面壁21的移动。因此，导热部件10等的温度变化以及凹部5内的空气的温度变化相对较快。

此外，根据上述的方式，由于导热部件10的温度均匀化，因此能够防止局部成为过度的高温或过度的低温，减少隔热材料的厚度。因此能够减小装置整体的外形。

根据具备台阶部30、突起55的构造，能够利用该台阶部30等将试样100保持在中空的高度。此外，也可以设置利用台阶部30等设置试样100的架。

上述的温度槽1由于开口部较大，因此能够设置更大的试样100。

附图标记说明

1温度槽

2主体部

3盖部件

5凹部

6主体箱

10、60、61、62、63导热部件

11热源部件

12散热器

15窗

20底面壁

21侧面壁

25下部区域

26上部区域

30台阶部

100试样

Claims (6)

1.一种温度槽，其特征在于，具有：

底面壁与侧面壁为一体构造的导热部件；

凹部，其由所述底面壁与所述侧面壁包围而成；以及

热源部件，其将所述导热部件加热以及/或者冷却。

2.根据权利要求1所述的温度槽，其特征在于，

所述侧面壁的至少一个的厚度不均匀。

3.根据权利要求1或2所述的温度槽，其特征在于，

在所述侧面壁的至少一个中，底侧的区域的厚度比其他任意区域的厚度厚。

4.根据权利要求1或2所述的温度槽，其特征在于，

所述侧面壁的至少一个平面截面面积在上部侧比在底侧小。

5.根据权利要求1或2所述的温度槽，其特征在于，

在所述凹部的内侧面具有台阶部。

6.根据权利要求1或2所述的温度槽，其特征在于，

具有盖部件，能够利用该盖部件密封所述凹部，在所述盖部件上具有窗，能够从外部观察所述凹部内。