CN209841759U - 一种高温介电温谱仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于材料物理特性表征和测量应用技术领域，公开了一种高温介电温谱仪，包括：底座，测量夹具，升降组件和高温炉膛；测量夹具直立设置于所述底座的上表面；升降组件包括与所述底座连接的立式升降机构，和所述立式升降机构连接的活动件，所述活动件在所述立式升降机构的驱动下可平行于所述测量夹具的轴向上下运动；高温炉膛与所述活动件固连，且开口向下；其中，当所述活动件处于最低位时，所述测量夹具可以被所述高温炉膛完全罩住；当所述活动件处于最高位时，所述测量夹具可以完全露出。与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：设备集成一体化，结构精炼，操作简单，成本低廉。

Description

一种高温介电温谱仪

技术领域

本实用新型涉及材料物理特性表征和测量应用技术领域，尤其是涉及一种高温介电温谱仪。

背景技术

电子材料在现今高新技术领域中发挥着重要的作用。随着科技水平的不断发展，对电子材料的性能提出了更高的要求，相应地，对电子材料的测试设备也提出了更高的要求。

现有技术中，多数介电测试装置通常只能在常温下进行测试，或者测试的温度范围比较小，不适用于一些须在高温下保持良好性能的材料的测试，常温下介电材料的介电特性不能完全反映出介电材料在不同温度下的情况。少数可以做到在高温下测试介电系数的介电测试装置通常是采用搭建的方式，将高温炉膛、测量夹具、测量软件、阻抗分析仪等各个独立部分通过外部导线连接，搭配在一起使用，由于缺乏专业性且连接导线过多过长，导致搭建装置稳定性不好，测量精度低，且对操作经验要求高。

目前全国高校正在如火如荼的开展“双一流”大学建设，作为重中之重的材料学科，在教学过程中，需要指导学生测量电介质材料的介电性能，以培养学生的理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，提高学生的科研创新能力。这就需要有一种集成一体化、结构精简、操作简单、成本低廉但能精准测量电介质材料介电性能的实验设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种高温介电温谱仪，解决现有技术中高温介电测试设备依靠搭建，稳定性不好，测量精度低，且对操作经验要求高的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种高温介电温谱仪，包括：

底座，其包括内部具有安装腔的底座本体，和设于所述安装腔内的测控芯片组；

测量夹具，其直立设置于所述底座的上表面；

升降组件，其包括与所述底座连接的立式升降机构，和所述立式升降机构连接的活动件，所述活动件在所述立式升降机构的驱动下可平行于所述测量夹具的轴向上下运动；及

高温炉膛，其与所述活动件固连，且开口向下；

其中，当所述活动件处于最低位时，所述测量夹具可以被所述高温炉膛完全罩住；当所述活动件处于最高位时，所述测量夹具可以完全露出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：设备集成一体化，结构精炼，操作简单，成本低廉；采用炉膛移动、夹具静止的形式，大大保护了夹具及夹具下方的各精密测量结构；炉膛开口向下的结构，极大减少了炉膛内温度的逃逸。

附图说明

图1是本实用新型的主视结构示意图；

图2是图1的左视结构示意图；

图3是测量夹具的主视结构示意图；

图4是图3的左视结构示意图；

图5是图3的局部剖视结构示意图；

图6是高温炉膛的剖视结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种高温介电温谱仪，包括：底座100，测量夹具200，升降组件300和高温炉膛400。

底座100包括内部具有安装腔的底座本体110，和设于所述安装腔内的测控芯片组120；

测量夹具200直立设置于所述底座100的上表面；

升降组件300包括与所述底座100连接的立式升降机构310，和所述立式升降机构310连接的活动件320，所述活动件320在所述立式升降机构310的驱动下可平行于所述测量夹具200的轴向上下运动；

高温炉膛400与所述活动件320固连，且开口向下；

其中，当所述活动件320处于最低位时，所述测量夹具200可以被所述高温炉膛400完全罩住；当所述活动件320处于最高位时，所述测量夹具200可以完全露出。

这里我们具体展示的一种高温介电温谱仪是测量夹具200不动、高温炉膛400和活动件320做轴向上下运动的方式，当然也可以相反，即高温炉膛400固定，测量夹具200和活动件320作轴向上下运动。

本高温介电温谱仪工作时，将待检测样品通过测量夹具200稳定夹持，启动升降组件300，使高温炉膛400缓缓下降，直到待检测样品位于高温炉膛400内的高温处，通过电极组件对样品通电，进行高温测量。电极组件可以安装于测量夹具200上，也可以独立布置。测量结束后，电极组件断电，升降组件300再次启动，使高温炉膛400缓缓上升，直到完全露出待检测样品，此时可以取下完成测量的样品，放置下一个待检测样品。

为测控芯片组提供一种具体方案：所述测控芯片组120包括测量电路板122，和设于所述底座本体110表面且与所述测量电路板122信号连接的人机交换组件121。人机交换组件121用于输入、储存、显示相关参数值，并向测量电路板122收发信号，测量电路板122用于根据指令输出相对应的测量电压，并接收反馈信号等。

为测量夹具提供一种具体方案：如图3～图5所示，所述测量夹具200包括承台210、下电极组件220、上电极组件230和弹性滑动连接组件240；所述承台210与所述底座100的上表面固连；所述下电极组件220包括下电极固定杆221、下电极座222和下电极223，所述下电极固定杆221的一端与所述承台210固定连接，所述下电极座222设于所述下电极固定杆221的另一端，所述下电极223设于所述下电极座222上；所述上电极组件230包括上电极固定杆231、上电极座232和上电极233，所述上电极固定杆231与所述下电极固定杆221平行设置，所述上电极233设于所述上电极座232上，所述上电极座232与所述上电极固定杆231连接并且向所述下电极座222延伸，使所述上电极233与所述下电极223相对；所述弹性滑动连接组件240包括滑轨241、滑块242和夹持弹簧243，所述滑轨241与所述承台210固定连接，所述滑块242与所述上电极固定杆231固定连接并与所述滑轨241构成滑动连接副，所述夹持弹簧243套设于所述上电极固定杆231上，其两端分别抵接所述承台210和所述滑块242，该夹持弹簧243产生的弹力使所述上电极233向所述下电极223运动。

上述测量夹具200使用时，首先将上电极固定杆231抬起一定的高度，使上电极233远离下电极223，将待测样品放置于下电极223上，轻放上电极固定杆231以使上电极233落在待测样品上，在上电极组件230的自重及夹持弹簧243的弹力作用下，上电极233会对待测样品施加一定的压迫力，此时上电极233与下电极223构成了夹持部，与待测样品充分的接触，并提供稳定的夹持。由于夹持弹簧243的存在，上电极233与下电极223对待测样品为柔性接触，施加到待测样品上的夹持力不会过度，从而可以保护待测样品，同时，该柔性接触可以适应不同厚度的样品、不同膨胀系数的样品，兼容性强。

由于下电极223用于承接样品，在高温测量中，下电极223对样品的升温和降温有较大影响，在此提出一种优化样品升温降温速率的方案：所述下电极固定杆221上设有若干散热片221a。散热片221a可以采用叶片式结构，加大与空气的接触面积，利于温度传导，升热快、散热块，能很好的减少升温降温的迟滞性问题，确保测量时温度稳定，偏差小，保证测量温度环境。

为升降组件提供一种具体方案：所述升降组件300包括驱动电机，与所述测量夹具200的轴向平行布置的丝杠，及与所述活动件320连接且与所述丝杠构成丝杠螺母副的螺母。驱动电机为升降动作提供动力，而丝杠和螺母实现精准且可自锁的传动，极大地提高了移动精度，并使炉膛的升降安全可靠。

为高温炉膛提供一种具体方案：如图6所示，所述高温炉膛400包括炉膛内胆410，炉膛芯420及炉膛外壳430；所述炉膛内胆410为一端开口的中空结构，该中空结构用于容纳待检测样品，以便进行测试；所述炉膛芯420套设于所述炉膛内胆410外，用于对所述炉膛内胆410加热，为待检测样品提供测试所需的环境温度；所述炉膛外壳430包括底板431和外罩432；所述底板431用于固定连接所述炉膛内胆410和炉膛芯420，且所述底板431开设与所述炉膛内胆410的开口相匹配的通孔；所述外罩432与所述底板431固定连接，用于罩住所述炉膛芯420，所述外罩432设有气阀440，该气阀440通过气管连通所述炉膛内胆410。

上述高温炉膛400在使用时，由升降组件300驱动运动，使高温炉膛400与测量夹具200相对运动，以实现将待测测试样品放入炉体，或将完成测量的测试样品从炉体中取出的动作。由于本高温炉膛400基本所有部件都连接于炉膛外壳430的底板431上，故对升降组件300的活动件320可以与该底板431固连，即可实现对炉体的固定或是驱动。炉膛内胆410的开口可以与测量夹具200或底座100的表面配合，并借助密封圈实现对炉膛内胆410的封口，使炉膛内胆410形成一个密封空间。测量中，可通过气阀440向炉膛内胆410中充入特定气体，以满足不同气体环境测试需求。

由于高温炉膛多采用电能发热，且是高温，为提高其工作时的安全性，提出一种优化方案：所述升降组件300的活动件320设有用于连接底座100上的电接头和炉内用电器的探针组件330。其中，炉内用电器包括炉膛芯420，炉外供电接头可以设置底座100表面，或是测量夹具200的承台210表面。即，当高温炉膛到达工作位置时，探针组件330才能与炉外供电接头接通，当高温炉膛离开工作位置，供电自动中断，有效防止炉膛空烧的情况出现，杜绝不安全隐患。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种高温介电温谱仪，其特征在于包括：

底座，其包括内部具有安装腔的底座本体，和设于所述安装腔内的测控芯片组；

测量夹具，其直立设置于所述底座的上表面；

升降组件，其包括与所述底座连接的立式升降机构，和所述立式升降机构连接的活动件，所述活动件在所述立式升降机构的驱动下可平行于所述测量夹具的轴向上下运动；及

高温炉膛，其与所述活动件固连，且开口向下；

其中，当所述活动件处于最低位时，所述测量夹具可以被所述高温炉膛完全罩住；当所述活动件处于最高位时，所述测量夹具可以完全露出。

2.根据权利要求1所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述测控芯片组包括测量电路板，和设于所述底座本体表面且与所述测量电路板信号连接的人机交换组件。

3.根据权利要求1所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述测量夹具包括承台、下电极组件、上电极组件和弹性滑动连接组件；

所述承台与所述底座的上表面固连；

所述下电极组件包括下电极固定杆、下电极座和下电极，所述下电极固定杆的一端与所述承台固定连接，所述下电极座设于所述下电极固定杆的另一端，所述下电极设于所述下电极座上；

所述上电极组件包括上电极固定杆、上电极座和上电极，所述上电极固定杆与所述下电极固定杆平行设置，所述上电极设于所述上电极座上，所述上电极座与所述上电极固定杆连接并且向所述下电极座延伸，使所述上电极与所述下电极相对；

所述弹性滑动连接组件包括滑轨、滑块和夹持弹簧，所述滑轨与所述承台固定连接，所述滑块与所述上电极固定杆固定连接并与所述滑轨构成滑动连接副，所述夹持弹簧套设于所述上电极固定杆上，其两端分别抵接所述承台和所述滑块，该夹持弹簧产生的弹力使所述上电极向所述下电极运动。

4.根据权利要求3所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述下电极固定杆上设有若干散热片。

5.根据权利要求1所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述立式升降机构包括驱动电机，与所述测量夹具的轴向平行布置的丝杠，及与所述活动件连接且与所述丝杠构成丝杠螺母副的螺母。

6.根据权利要求1所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述高温炉膛包括炉膛内胆，炉膛芯及炉膛外壳；

所述炉膛内胆为一端开口的中空结构；

所述炉膛芯套设于所述炉膛内胆外，用于对所述炉膛内胆加热；

所述炉膛外壳包括底板和外罩；所述底板用于固定连接所述炉膛内胆和炉膛芯，且所述底板开设与所述炉膛内胆的开口相匹配的通孔；所述外罩与所述底板固定连接，用于罩住所述炉膛芯，所述外罩设有气阀，该气阀通过气管连通所述炉膛内胆。

7.根据权利要求1所述的高温介电温谱仪，其特征在于：所述升降组件的活动件设有用于连接底座上的电接头和炉内用电器的探针组件。