一种光模块测试温控设备
技术领域
本实用新型属于光模块高低温测试技术领域,尤其是涉及一种光模块测试温控设备。
背景技术
随着光通讯行业的快速发展,光模块产量的需求提升,但市场竞争激烈,产品成本控制至关重要。对要求有高低温性能测试的产品,温度控制测试台的设备成本和测试效率对批量生产有很大影响。传统利用压缩机和加热棒组成的恒温箱,体积大,升降温速度慢,操作不方便;热流仪升降温速度快,但需要有足够的气压支撑,需要增加空气压缩机并对厂房改造,设备本身成本也较高,所以这两种传统温度控制方法已无法满足光模块的大批量生产需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种光模块测试温控设备,结构紧凑。
本实用新型通过如下技术方案实现:光模块测试温控设备,所述光模块测试温控设备包括在竖直方向上从下向上依次贴合的温度平衡模块、升降温模块、导温面板以及容置块,
其中,所述容置块具有与光模块外形匹配的容置空间,所述光模块的底部与所述导温面板热传导接触,
所述导温面板用于将所述升降温模块的热量传递给所述光模块,
所述温度平衡模块用于对所述升降温模块的底面进行散热或供热。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述光模块测试温控设备还包括升降温次模块,所述升降温次模块贴合在所述导温面板与所述容置空间之间,所述光模块的底部与所述降温次模块热传导接触。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述容置块具有与光模块外形匹配的容置次空间,所述容置次空间的底部设置有导热次底座。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述容置次空间的数量为两个,该两个容置次空间分别位于所述容置空间的两侧。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述容置块为聚甲醛塑料件。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述升降温模块包括第一TEC制冷片串联组、第二TEC制冷片串联组、第三TEC制冷片串联组、第四TEC制冷片串联组,所述第一TEC制冷片串联组包括相互串联的至少两个 TEC制冷片,所述第二TEC制冷片串联组包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述第三TEC制冷片串联组包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述第四TEC 制冷片串联组包括相互串联的至少两个TEC制冷片,第一TEC制冷片串联组、第二TEC制冷片串联组、第三TEC制冷片串联组、第四TEC制冷片串联组并联连接。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述升降温次模块包括第五TEC制冷片串联组,所述第五TEC制冷片串联组包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述升降温次模块位于所述导温面板的中部。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,
所述升降温模块与所述升降温次模块为并联连接。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述温度平衡模块包括为水冷箱。
进一步地,上述技术方案所述的光模块测试温控设备,所述容置空间的内部设置有与设置在所述容置块上方的测试板电连接的连接端口。
本实用新型的有益效果是:温度平衡模块、升降温模块、导温面板以及容置块在竖直方向上从下向上依次贴合,使得光模块测试温控设备结构紧凑、体积小。
附图说明
图1是根据本实用新型的一个实施方式的光模块测试温控设备的分解示意图;
图2是根据本实用新型的另一实施方式的光模块测试温控设备示意图;
图3是图2的光模块测试温控设备的后部示意图;
图4是图2的光模块测试温控设备的中部剖面前视示意图;
图5是图2的光模块测试温控设备的分解示意图;
图6是图5的光模块测试温控设备的测试板的底部示意图;
图7是图5的光模块测试温控设备容置块的示意图;
图8是图5的光模块测试温控设备升降温次模块、导温面板以及升降温模块的示意图;
图9是图5的光模块测试温控设备水冷箱的示意图;
图10是图5的光模块测试温控设备升降温次模块、升降温模块与控制器并联连接的示意图;
图中标号含义如下:光模块测试温控设备-1000;测试板-100;连接端口 -110;光模块-200;容置块-300;容置空间-310;容置次空间-330;导热次底座-350;升降温次模块-400;第五TEC制冷片串联组-410;导温面板-500;升降温模块-600;第一TEC制冷片串联组-610;第二TEC制冷片串联组-620;第三TEC制冷片串联组-630;第四TEC制冷片串联组-640;温度平衡模块-700;进水伸出孔-710;出水伸出孔-720;水冷箱-730;壳体-800;封装盖-810;后部孔-820;控制器-900。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
参照图1所示,提供了一种光模块测试温控设备1000。
该光模块测试温控设备1000包括壳体800、温度平衡模块700、升降温模块600、导温面板500、容置块300以及测试板100。
参照图1所示,所述容置块300具有与光模块200外形匹配的容置空间 310,所述光模块200的底部与所述导温面板500热传导接触。
本文中,术语“热传导接触”是指两个构件之间直接接触,或者通过传热介质相互接触,且两个构件之间热量可以相互传递。例如,“所述光模块200 的底部与所述导温面板500热传导接触”是指光模块200的底部与导温面板500 直接接触,或者通过传热介质相互接触,光模块200的底部与导温面板500之间传热。
所述导温面板500用于将所述升降温模块600的热量传递给所述光模块 200。
所述温度平衡模块700用于对所述升降温模块600的底面进行散热或供热。
在一些实施例中,所述测试板100在所述容置块300的上方,并通过螺纹与所述容置块300固定连接。
其中,所述容置块300为在20℃时热传导率小于0.31W/(m·K)的聚甲醛塑料件。
参照图6所示,所述测试板100底部与所述容置块300的容置空间310所对应的区域设有连接端口110。
其中,所述连接端口110用来电连接光模块200。
参照图1所示,所述容置块300的容置空间310用来置放光模块200。
在一些实施例中,所述光模块200及容置所述光模块200的容置空间310 处于所述导温面板500的中部,容置所述光模块200的容置空间310的底部与所述导温面板500的顶部贴合。
参照以上结构,当所述光模块200从所述容置块300的容置空间310前端放入后,所述光模块200正好插在所述测试板100底部的连接端口110的内部,从而使得所述光模块200精准地与所述连接端口110电连接。
参照图1所示,所述导温面板500为矩形铜板,设置在所述容置块300与所述升降温模块600之间。
在一些实施例中,所述导温面板500面积大于所述升降温模块600面积,致使所述导温面板500全部覆盖所述升降温模块600,从而提高所述导温面板 500传导温度的效率。
参照图1所示,所述升降温模块600的顶部与所述导温面板500为热传导接触。
所述升降温模块600的底部与所述温度平衡模块700为热传导接触。
其中,所述温度平衡模块700包括水冷箱730。本实施例中,水冷箱730 为广州特域机电有限公司生产销售的型号为CW—5200的水冷箱。
换言之,所述温度平衡模块700为冷水机。其中,冷水机作为一种最为常见的冷却设备,经常应用于激光技术、焊接、塑料成型、注塑等,其原理被本领域普通技术人员熟知,在此不再赘述。
在一些实施例中,所述水冷箱730中至少有两个容纳盒。其中,所述容纳盒内部优选装入液体水。
参照图9所示,每个容纳盒都设有两个伸出孔。参照图9所示,所述容纳盒彼此相互串接,且进水伸出孔710和出水伸出孔720与水冷箱730连接。
参照图3和图9所示,所述容纳盒放置在所述壳体800的底部,所述伸出孔从后部孔820伸出,通过橡胶管与外置水冷箱730连接。
其中,所述容纳盒内的液体水在所述温度平衡模块700中循环流动。
所述温度平衡模块700用于平衡所述升降温模块600底部因工作所产生的温度。当所述升降温模块600底部的温度高时,温度平衡模块700可以降低升降温模块600底部的温度。另一方面,当所述升降温模块600底部的温度低时,温度平衡模块700可以提升升降温模块600底部的温度。
温度平衡模块700、升降温模块600、导温面板500以及容置块300在竖直方向上从下向上依次贴合的,使得光模块测试温控设备1000结构紧凑、体积小。竖直方向即图中所示上下方向。
参照图1和图10所示,所述升降温模块600连接在控制器900上。本实施例中,所述升降温模块600由TEC制冷片构成。
TEC制冷片是指TEC(Thermoelectric Cooler),半导体制冷片。
在一些实施例中,所述控制器900通过H桥的方式将电源电压输出为PWM 电压。所述控制器900通过脉宽调节电压大小,以适应每个TEC制冷片所需的电压范围。所述控制器900通过MOS开关调节电流方向,从而实现每个TEC制冷片的升降温及温度控制。所述控制器900通过热敏电阻监控TEC制冷片顶部的温度。所述控制器900通过PID方式快速达到目标温度。
以上结构可实现仅用一个控制器900对所述升降温模块600的控制;并且可实现对单个串联组进行升降温的调节,从而能够减少空间成本和设备成本。
在一些实施例中,所述控制器900可以自带显示面板,可以脱机工作,也可以通过USB连接计算机。
在一些实施例中,所述控制器900可以用上位机控制或与测试程序整合实现软件自动控制。
在一些实施例中,所述控制器900可以控制TEC制冷片定值运行或程序运行。其中,所述定值运行为TEC制冷片保持某个恒定温度一直运行。其中,所述程序运行为预先向所述控制器900输入温度曲线,使得所述控制器900按此曲线控制TEC制冷片运行。
下面简要介绍光模块测试温控设备1000的工作过程。当所述光模块200 需要低温测试时,所述升降温模块600为制冷模式,通过所述导温面板500对所述光模块200进行降温,待所述光模块200温度降到目标值后测试板100开始检测,检测结束后重复上述动作;同时所述温度平衡模块700在所述升降温模块600底部对所述升降温模块600所产生的高温进行及时平衡,防止得所述升降温模块600底部温度过高,从而使得所述升降温模块600能够正常运作。
另一方面,当所述光模块200需要高温测试时,所述升降温模块600为制热模式,通过所述导温面板500对所述光模块200进行升温,待所述光模块200 温度升到目标值后测试板100开始检测,检测结束后重复上述动作;同时所述温度平衡模块700在所述升降温模块600底部对所述升降温模块600所产生的低温进行及时平衡,防止得所述升降温模块600底部温度过低,从而使得所述升降温模块600能够正常运作。
在本实施例可提供结构紧凑、体积小的光模块测试温控设备1000,从而减少空间成本和设备成本。
实施例二
接着,参照图2至图10所示,描述另一实施例。该光模块测试温控设备 1000包括壳体800、温度平衡模块700、升降温模块600、升降温次模块400、导温面板500、容置块300。
所述容置块300具有与光模块200外形匹配的容置空间310,所述光模块 200的底部与所述导温面板500热传导接触。
所述导温面板500用于将所述升降温模块600的热量传递给所述光模块 200。
所述温度平衡模块700用于对所述升降温模块600的底面进行散热或供热。
参照图5和图7所示,所述测试板100在所述容置块300的上方,并通过螺纹与所述容置块300固定连接;
参照图2所示,壳体800下方设置有钣金支架。
其中,所述容置块300为在20℃时热传导率小于0.31W/(m·K)的聚甲醛塑料件。
参照图6和图7所示,所述测试板100底部与所述容置块300的容置空间 310所对应的区域设有连接端口110。
其中,所述连接端口110用来电连接光模块200。
参照图4和图7所示,所述容置块300的容置空间310用来置放光模块200。
当光模块200从所述容置块300的容置空间310前端放入后,所述光模块 200正好插在所述测试板100底部的连接端口110,从而实现电连接。
参照以上结构,当所述光模块200从所述容置块300的容置空间310前端放入后,所述光模块200正好插在所述测试板100底部的连接端口110,从而使得所述光模块200精准地与所述连接端口110电连接。
参照图5和图7所示,所述容置块300具有与光模块200外形匹配的容置次空间330,所述容置次空间330的底部设置有导热次底座350。
在一些实施例中,所述容置次空间330的数量为两个,该两个容置次空间 330分别位于所述容置空间310的两侧。
其中,所述容置次空间330的两侧底部都设置有导热次底座350。
其中,所述导热次底座350与所述导温面板500都为热传导接触。
参照图5和图7所示,所述容置块300底部与所述导热次底座350之间设置有封装盖810。
在一些实施例中,所述封装盖810在所述容置空间310与所述容置次空间 330对应下方为缺口布置,使得所述光模块200与所述导热次底座350接触。
在一些实施例中,所述封装盖810用于封装固定壳体800内部零部件。
在一些实施例中,先将光模块200插入所述容置次空间330内进行提前升降温,然后将已提前升降温的光模块200插入所述容置空间310中升降至目标温度。
以上结构能够实现在光模块200进行检测的等待时间段里对光模块200进行提前升降温,从而缩短升降温时间,适合批量测试。
参照图5和图8所示,所述升降温模块600包括第一TEC制冷片串联组610、第二TEC制冷片串联组620、第三TEC制冷片串联组630、第四TEC制冷片串联组640。
所述第一TEC制冷片串联组610包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述第二TEC制冷片串联组620包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述第三 TEC制冷片串联组630包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述第四TEC制冷片串联组640包括相互串联的至少两个TEC制冷片。
第一TEC制冷片串联组610、第二TEC制冷片串联组620、第三TEC制冷片串联组630、第四TEC制冷片串联组640并联连接。
参照图5和图8所示,所述升降温次模块400包括第五TEC制冷片串联组 410,所述第五TEC制冷片串联组410包括相互串联的至少两个TEC制冷片,所述升降温次模块400位于所述导温面板500的中部。
参照图5和图7所示,所述升降温次模块400贴合在所述导温面板500与所述容置空间310之间。
其中,所述升降温次模块400顶部与所述光模块200的底部热传导接触;所述升降温次模块400底部与所述导温面板500顶部热传导接触。
参照图5和图8所示,在一些实施例中,所述升降温次模块400的连接线路由右侧引出。
参照图7和图8所示,所述导温面板500为矩形铜板。
参照图7和图8所示,所述导温面板500面积大于所述升降温模块600面积,所述导温面板500全部覆盖所述升降温模块600,从而提高所述导温面板 500传导温度的效率。
参照图4和图5所示,所述升降温模块600的顶部与所述导温面板500底部为热传导接触。所述升降温模块600的底部与所述温度平衡模块700顶部为热传导接触。
参照图5和图8所示,在一些实施例中,所述升降温模块600的连接线路由右侧引出。
以上结构可使放置在所述容置块300的容置空间310中的光模块200的升降温范围更大。
参照图8和图10所示,所述升降温模块600与所述升降温次模块400并联连接在控制器900上。
在一些实施例中,所述控制器900通过H桥的方式将电源电压输出为PWM 电压。所述控制器900通过脉宽调节电压大小,以适应每个TEC制冷片所需的电压范围。所述控制器900通过MOS开关调节电流方向,从而实现每个TEC制冷片的升降温及温度控制。所述控制器900通过热敏电阻监控TEC制冷片顶部的温度。所述控制器900通过PID方式快速达到目标温度。
以上结构可实现仅用一个控制器900对所述升降温次模块400和所述升降温模块600的控制;并且可实现对单个串联组进行升降温的调节,从而能够减少空间成本和设备成本。
在一些实施例中,所述控制器900可以自带显示面板,可以脱机工作,也可以通过USB连接计算机。所述控制器900可以用上位机控制或与测试程序整合实现软件自动控制。所述控制器900可以控制TEC制冷片定值运行或程序运行。所述定值运行为TEC制冷片保持某个恒定温度一直运行。所述程序运行为预先向所述控制器900输入温度曲线,使得所述控制器900按此曲线控制TEC 制冷片运行。
参照图3和图9所示,在一些实施例中,所述温度平衡模块700包括水冷箱730,其结构与实施例一相同,省略描述。
当所述光模块200需要低温测试时,所述升降温模块600和所述升降温次模块400同为制冷模式,所述升降温模块600一方面依次通过所述导温面板 500、导热次底座350对两侧所述容置次空间330内的光模块200进行提前降温;
另一方面对所述升降温次模块400底部因工作所产生的高温进行平衡,使得所述升降温次模块400能够正常运行,从而使得所述升降温次模块400的降温范围增大;待所述容置块300中的容置空间310内的光模块200检测结束后,将所述容置次空间330中已经降温后的光模块200插入所述容置空间310中继续进行降温,降至目标值后测试板100检测,直至检测结束后重复前述动作;
同时所述温度平衡模块700在所述升降温模块600底部对所述升降温模块 600所产生的高温进行及时平衡,防止得所述升降温模块600底部温度过高,从而使得所述升降温模块600能够正常运作。
当所述光模块200需要高温测试时,所述升降温模块600和所述升降温次模块400同为制热模式,所述升降温模块600一方面依次通过所述导温面板 500、导热次底座350对两侧所述容置次空间330内的光模块200进行提前升温;
另一方面,对所述升降温次模块400底部因工作所产生的低温进行平衡,使得所述升降温次模块400能够正常运行,从而使得所述升降温次模块400的升温范围增大;待所述容置块300中的容置空间310内的光模块200检测结束后,将所述容置次空间330中已经升温后的光模块200插入所述容置空间310 中继续进行升温,升至目标值后测试板100检测,直至检测结束后重复前述动作;
同时,所述温度平衡模块700在所述升降温模块600底部对所述升降温模块600所产生的低温进行及时平衡,防止得所述升降温模块600底部温度过低,从而使得所述升降温模块600能够正常运作。
在本实施例可提供结构紧凑、体积小且能够较快速地升降温的光模块测试温控设备1000,从而减少空间成本和设备成本。
在本实用新型的描述中,此外,聚甲醛塑料件俗称“赛钢”,又称聚甲醛(polyformaldehyde)、POM,属于塑料类。
在本实用新型的描述中,此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的实施方式的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的实施方式的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“高度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型的实施方式和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的实施方式的限制。
在本实用新型的实施方式中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。