CN217155612U - 一种用于真空高低温探针台的探针机构 - Google Patents

Abstract

本申请涉及温度测量设备，尤其涉及一种用于真空高低温探针台的探针机构，包括工作台、具有隔温的温控室、探针组件和屏蔽件，其中，温控室放置于工作台上，温控室的内部开设有容置腔室，容置腔室的侧壁开设有连通孔，而且温控室内放置有屏蔽室，屏蔽室的侧壁上开设有连通腔，屏蔽件贴合连通腔朝向于容置腔室一侧的开口大小设置，探针组件能够通过连通孔穿设容置腔室，再通过连通腔穿设屏蔽室，使得探针组件的一端指向于工件。屏蔽件使得探针组件一端的温度难以传递给指向工件的一端，从而提高探针组件测量温度的精准性。

Description

一种用于真空高低温探针台的探针机构

技术领域

本申请涉及温度测量设备，尤其涉及一种用于真空高低温探针台的探针机构。

背景技术

为了研究一些材料的导电性或超导性，往往需要对材料所处的温度有要求。因此，为了探测一些材料在极限的高温或者低温条件下的性能参数，测温设备的需求越来越高。

其中，测温设备在传导过程中为了减少热量的流失往往采用探针测量材料温度，比如，在温控室中，将探针放在探针臂上，探针臂将探针升入至材料上，从而测出相关参数。

但是，探针臂伸入温控室由于探针臂的部分放置于室外，从而使得探针臂室外室内两侧温度不同，进而出现热量的传递，使得探针件探测的相关参数不精确。

针对上述相关技术，存在探针探测工件的相关参数不精确的问题。

实用新型内容

为了探针探测工件的相关参数的精确性，本申请提供一种用于真空高低温探针台的探针机构。

一种用于真空高低温探针台的探针机构，包括工作台、具有隔温的温控室、探针组件和屏蔽件，所述温控室放置于所述工作台上，所述温控室内部开设有容置腔室，工件放置于所述容置腔室内，所述容置腔室内部真空设置，所述容置腔室的侧壁开设有连通于所述探针组件的连通孔，所述探针组件通过所述连通孔连通于所述温控室，所述屏蔽件设置于所述容置腔室内，所述屏蔽件能够覆盖所述连通孔朝向于所述容置腔室的开口，所述屏蔽件开设有穿设通道，所述探针组件通过所述穿设通道穿设于所述屏蔽件，且所述探针组件的一端指向于工件用于测量工件上的相关参数。

通过采用上述技术方案，探针组件通过穿设通道和屏蔽件指向于工件，从而使得探针组件在屏蔽件的隔热作用下，探针组件处在温控室外的部分难以与处在温控室内的部分产生热量传递，从而维持探针探测温度的精准性。而且，容置腔室采用真空设置，进而减少介质传导热量，维持整体机构的温度。容置腔室与探针组件连通，控制温度一致，减少热量散失。

优选的，所述探针组件包括基座、封闭件、探针臂和探针件，所述基座设置于所述工作台上，所述封闭件的一端连接于所述基座，所述封闭件的另一端连通于所述连通孔，所述探针臂设置于所述封闭件内，所述封闭件内部真空设置，所述探针臂的一端连接于所述基座，所述探针臂的另一端连接于所述探针件，所述探针件穿设于所述屏蔽件，所述探针臂和探针件分别位于所述屏蔽件的两侧。

通过采用上述技术方案，探针臂处于封闭件内，探针件处于容置腔室内，即使封闭件由于部分处在外部而导致温度与温控室不同，由于屏蔽件的作用，探针臂的温度难以传导至探针件上，从而维持整体探针机构的测温稳定性。

优选的，所述探针臂包括第一探臂件、第二探臂件和隔热件，所述第一探臂件的一端连接于所述基座，所述第二探臂件设置于所述第一探臂件远离于所述基座的一侧，所述第二探臂件穿设于所述第一探臂件，所述探针件连接于所述第二探臂件远离于所述第一探臂件的一侧，所述隔热件填充于所述第一探臂件的内壁与第二探臂件的外壁之间的空隙。

通过采用上述技术方案，第二探臂件的一端连接于探针件，第二探臂件与第一探臂件之间通过填充隔热件，所以，即使探针臂与探针件的温差很大，但是，第一探臂件与第二探臂件之间的隔热件能够减少热量的传导，从而维持探针件探测的是工件的相关参数。

优选的，所述穿设通道包括第一穿设单元和第二穿设单元，所述第一穿设单元和第二穿设单元均设置为一组或多组，所述第一穿设单元与所述第二穿设单元具有夹角，所述第一穿设单元和所述第二穿设单元构成。

通过采用上述技术方案，第一穿设单元和第二穿设单元能够减少穿设通道在屏蔽件上所占用的材料比，从而在能够通过探针件的前提下，减少材料消耗，提高屏蔽件隔热的作用。

优选的，所述温控室内部开设有屏蔽室，所述屏蔽室连接于所述工作台，所述屏蔽室，所述屏蔽室的侧壁开设有连通腔，所述连通腔的方向贴合所述连通孔设置，所述屏蔽件设置于所述屏蔽室的外壁，所述穿设通道能够连通所述屏蔽室内部与所述容置腔室。

通过采用上述技术方案，由于连通孔的设置可能出现外部空气进入温控室内，所以设置屏蔽室能够进一步提高工件所处环境内的温度控制，从而提高测量工件温度的精准性。

优选的，还包括用于放置工件的放置台，所述放置台放置于所述屏蔽室内，所述放置台的上方外表面水平设置。

通过采用上述技术方案，当需要检测超导性时，需要将工件平放，这样测量的效果更加精准。

优选的，所述放置台的上方外表面设有绝缘层，所述绝缘层可以设置为氮化铝。

通过采用上述技术方案，由于绝缘层的绝缘性好，所以在探测时，探针难以探测其他金属材料的相关参数，从而提高探针件的探测出的数据精准性。当采用氮化铝层时，由于氮化铝的性质稳定，传导性强，对比于其他材料能够设置得更薄，从而提高整体放置台的平面度，进而提高对工件的测量精准性。

优选的，所述屏蔽室内还设置有能够按压工件的按压组件，所述按压组件可以设置一组或多组，多组所述按压组件沿所述屏蔽室中心周向排布，任意相邻两组所述按压组件之间的距离相等。

通过采用上述技术方案，由于在制冷时，可能存在温控室晃动，进而导致工件位置发生位移，所以采用按压组件进行按压工件，能够提高测量稳定性，多组按压组件能够减少工件发生位移。

优选的，所述按压组件包括安装件、弹性件、紧固件和按压件，所述安装件固设于所述屏蔽室内，所述安装件穿设于所述弹性件与按压件，所述紧固件与所述安装件螺纹连接，所述弹性件的一端抵压于所述按压件的底壁的一端，所述按压件的上表面抵压于所述紧固件。

通过采用上述技术方案，通过紧固件调节弹性件，从而促使按压件能够根据不同的材料调节不同大小的按压力，提高整体机构的调节能力。而且，能够提高对工件的按压能力，确保工件的放置稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.探针组件通过穿设通道和屏蔽件指向于工件，从而使得探针组件在屏蔽件的隔热作用下，探针组件处在温控室外的部分难以与处在温控室内的部分产生热量传递，从而维持探针探测温度的精准性。而且，容置腔室采用真空设置，进而减少介质传导热量，维持整体机构的温度。容置腔室与探针组件连通，控制温度一致，减少热量散失。

2.第一穿设单元和第二穿设单元能够减少穿设通道在屏蔽件上所占用的材料比，从而在能够通过探针件的前提下，减少材料消耗，提高屏蔽件隔热的作用。

3.通过紧固件调节弹性件，从而促使按压件能够根据不同的材料调节不同大小的按压力，提高整体机构的调节能力。而且，能够提高对工件的按压能力，确保工件的放置稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例的应用场景的结构示意图。

图2是本申请实施例的探针机构的内部结构截面示意图。

图3是本申请实施例的屏蔽件的结构示意图。

图4是本申请实施例的探针组件的结构示意图。

图5是本申请实施例的放置台的结构放大示意图。

附图标记说明：1、温控室；11、容置腔室；111、连通孔；2、探针组件；21、基座；22、封闭件；23、探针臂；231、第一探臂件；232、第二探臂件；233、隔热件；24、探针件；3、屏蔽件；31、穿设通道；311、第一穿设单元；312、第二穿设单元；4、屏蔽室；41、连通腔；5、放置台；51、按压组件；511、安装件；512、弹性件；513、紧固件；514、按压件；52、绝缘层。

具体实施方式

以下结合附图1－附图5对本申请做进一步详细说明。

本申请实例公开了一种用于真空高低温探针台的探针机构，用于提高机构探测工件温度的精确性。

参照图1和图2，一种用于真空高低温探针台的探针机构，包括能够用于安装放置的工作台、具有隔温的温控室1、探针组件2、屏蔽件3、屏蔽室4和用于放置工件的放置台5，放置台5放置于屏蔽室4内，具体的，温控室1放置于工作台上，探针组件2的一端安装于工作台上，屏蔽件3设置于温控室1内，温控室1开设有容置腔室11，屏蔽室4设置于容置腔室11内，屏蔽室4的侧壁上开设有连通容置腔室11和屏蔽室4的连通腔41，屏蔽件3放置于屏蔽室4的侧壁用于阻隔屏蔽室4与容置腔室11，容置腔室11和屏蔽室4内均真空设置，从而减少介质传导温度，进而维持温度的稳定。

参照图2和图3，屏蔽件3的大小适配于连通腔41朝向于容置腔室11的腔口大小，从而减少材料的消耗。

参照图2，容置腔室11的侧壁开设用于探针组件2穿设的连通孔111，探针组件2能够通过连通孔111穿设容置腔室11再通过连通腔41穿设屏蔽件3，使得探针组件2的一端指向于工件，温控室1能够使得容置腔室11与外部隔离，从而使得温控室1的温度与外部温度具有差异且难以形成温度对流传导。此外，容置腔室11与屏蔽室4通过隔热件3进一步阻隔，从而使得容置腔室11的温度与屏蔽室4的温度也具有差异。所以，通过隔热件3的设置，使得温度传导被中断，维持屏蔽室4内的温度，从而提高探针组件2对探测工件温度的稳定性。

参照图2和图4，探针组件2包括基座21、封闭件22、探针臂23和探针件24，在本实施例中，基座21固设于工作台上，封闭件22内部中空设置，封闭件22的一端连接于基座21上，封闭件22的另一端连通于温控室1，为了提高探针组件2的调节能力，封闭件22可以采用波纹管，且封闭件22内部需要进行真空处理，从而减少空气介质传递温度。探针臂23设置于封闭件22内，探针臂23的一端固设于基座21上，探针臂23的另一端连接于探针件24，探针臂23穿设于容置腔室11且一端抵压于屏蔽件3的一侧，使得探针件24的一端指向于屏蔽室4内的工件，这样设置的目的在于，由于探针臂23可能处于外部真空环境下，由于外部热辐射的作用使得探针臂23的温度与屏蔽室4内不同，从而造成热量的传递，进而可能会影响探针件24的测量，通过屏蔽件3的设置，使得探针件24和探针臂23能够位于屏蔽件3的两侧，探针臂23的温度难以传递给探针件24上，确保探针件24测量的是工件上的温度，从而提高探针件24测量的精准性。

参照图2和图3，屏蔽件3上开设有穿设通道31，探针件24能够通过穿设通道31指向于工件，穿设通道31包括第一穿设单元311和第二穿设单元312，在本实施例中，第一穿设单元311竖向设置，第一穿设单元311设置为一组或者多组，第二穿设单元312水平方向设置，穿设通道31由第一穿设单元311和第二穿设单元312构成，探针件24可以沿着穿设通道31的侧壁调节其位置，使得探针件24能够精准地指向工件，提高整体探针机构的调节能力。在本实施例中，屏蔽件3可以采用聚酰亚胺薄膜、石棉等隔热材料，且可以设置成门帘类似的形状。

参照图2和图5，放置台5的周边设置有用于按压工件的按压组件51，这样设置的目的在于，由于温控室1和屏蔽室4具有很低的温度，然而制冷会产生抖动，按压组件51能够减少工件在抖动过程中位置发生位移的情况。

参照图2，在本实施例中，按压组件51设置为三组，三组按压组件51沿屏蔽室4中心周向排布，相邻两组按压组件51之间呈120°夹角，从而使得工件能够稳定地被放置于放置台5上。

参照图5，按压组件51包括安装件511、弹性件512、紧固件513和按压件514，在本实施例中，安装件511可以采用安装杆的形状，安装件511固设于屏蔽室4的底壁上，安装件511穿设弹性件512与按压件514，弹性件512的一侧抵压于按压件514的底壁，按压件514的上壁抵压于紧固件513，紧固件513与安装件511螺纹连接，所以，可以通过调节紧固件513与安装件511，进而调节按压件514的按压力大小，进而可以控制按压不同材料的按压力，提高整体机构的调节能力。弹性件512的设置有利于在更换材料时，使得按压件514复位，确定按压力为零，从而维持测量的稳定性。在本实施例中，弹性件512可以采用弹簧，按压件514可以采用按压片。

参照图5，在本实施例中，放置台5水平放置，且放置台5的顶壁设置有一层绝缘层52，绝缘层52的材料可以设置为氮化铝平面度高的材料，在本实施例中采用的材料为氮化铝。由于氮化铝的平面度高且热膨胀系数小，所以当温度升高时，氮化铝不易于膨胀，能够维持放置台5表面的平面度，进而维持机构的测量效果。而且，氮化铝的绝缘性好，难以产生电子信号干扰探针件24探测的相关参数。

本实施例的实施原理：探针组件2通过穿设通道31和屏蔽件3指向于工件，从而使得探针组件2在屏蔽件3的隔热作用下，探针组件2处在温控室1外的部分难以与处在温控室1内的部分产生热量传递，从而维持探针探测温度的精准性。而且，容置腔室11采用真空设置，进而减少介质传导热量，维持整体机构的温度。容置腔室11与探针组件2连通，控制温度一致，减少热量散失。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，包括工作台、具有隔温的温控室(1)、探针组件(2)和用于阻断热辐射的屏蔽件(3)，所述温控室(1)放置于所述工作台上，所述温控室(1)内部开设有容置腔室(11)，工件放置于所述容置腔室(11)内，所述容置腔室(11)内部真空设置，所述容置腔室(11)的侧壁开设有连通于所述探针组件(2)的连通孔(111)，所述探针组件(2)通过所述连通孔(111)连通于所述温控室(1)，所述屏蔽件(3)设置于所述容置腔室(11)内，所述屏蔽件(3)能够覆盖所述连通孔(111)朝向于所述容置腔室(11)的开口，所述屏蔽件(3)开设有穿设通道(31)，所述探针组件(2)通过所述穿设通道(31)穿设于所述屏蔽件(3)，且所述探针组件(2)的一端指向于工件用于测量工件上的相关参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述探针组件(2)包括基座(21)、封闭件(22)、探针臂(23)和探针件(24)，所述基座(21)设置于所述工作台上，所述封闭件(22)的一端连接于所述基座(21)，所述封闭件(22)的另一端连通于所述连通孔(111)，所述探针臂(23)设置于所述封闭件(22)内，所述封闭件(22)内部真空设置，所述探针臂(23)的一端连接于所述基座(21)，所述探针臂(23)的另一端连接于所述探针件(24)，所述探针件(24)穿设于所述屏蔽件(3)，所述探针臂(23)和探针件(24)分别位于所述屏蔽件(3)的两侧。

3.根据权利要求2所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述探针臂包括第一探臂件、第二探臂件和隔热件，所述第一探臂件的一端连接于所述基座，所述第二探臂件设置于所述第一探臂件远离于所述基座的一侧，所述第二探臂件穿设于所述第一探臂件，所述探针件连接于所述第二探臂件远离于所述第一探臂件的一侧，所述隔热件填充于所述第一探臂件的内壁与第二探臂件的外壁之间的空隙。

4.根据权利要求2所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述穿设通道(31)包括第一穿设单元(311)和第二穿设单元(312)，所述第一穿设单元(311)和第二穿设单元(312)均设置为一组或多组，所述第一穿设单元(311)与所述第二穿设单元(312)具有夹角，所述第一穿设单元(311)和所述第二穿设单元(312)构成。

5.根据权利要求2所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述温控室(1)内部开设有屏蔽室(4)，所述屏蔽室(4)连接于所述工作台，所述屏蔽室(4)，所述屏蔽室(4)的侧壁开设有连通腔(41)，所述连通腔(41)的方向贴合所述连通孔(111)设置，所述屏蔽件(3)设置于所述屏蔽室(4)的外壁，所述穿设通道(31)能够连通所述屏蔽室(4)内部与所述容置腔室(11)。

6.根据权利要求5所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，还包括用于放置工件的放置台(5)，所述放置台(5)放置于所述屏蔽室(4)内，所述放置台(5)的上方外表面水平设置。

7.根据权利要求6所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述放置台(5)的上方外表面设有绝缘层(52)，所述绝缘层(52)可以设置为氮化铝。

8.根据权利要求6所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述屏蔽室(4)内还设置有能够按压工件的按压组件(51)，所述按压组件(51)可以设置一组或多组，多组所述按压组件(51)沿所述屏蔽室(4)中心周向排布，任意相邻两组所述按压组件(51)之间的距离相等。

9.根据权利要求8所述的一种用于真空高低温探针台的探针机构，其特征在于，所述按压组件(51)包括安装件(511)、弹性件(512)、紧固件(513)和按压件(514)，所述安装件(511)固设于所述屏蔽室(4)内，所述安装件(511)穿设于所述弹性件(512)与按压件(514)，所述紧固件(513)与所述安装件(511)螺纹连接，所述弹性件(512)的一端抵压于所述按压件(514)的底壁的一端，所述按压件(514)的上表面抵压于所述紧固件(513)。

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