CN218066812U - 温度计标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及低温温度测量技术领域，提供一种温度计标定装置，包括：真空箱、制冷机、恒温块以及焊接电路板，真空箱具有第一容纳腔；制冷机设于真空箱的下方，且制冷机具有第一冷头，第一冷头置于第一容纳腔内；恒温块设于第一冷头上，焊接电路板设于恒温块上，恒温块还用于放置多个待测低温温度计和标准温度计，多个待测低温温度计和标准温度计均与焊接电路板连接，焊接电路板用于与监测装置连接；本实用新型通过焊接电路板将多个待测低温温度计与监测设备连接，避免在连接的过程中待测低温温度计或标准温度计的引线与恒温块发生碰撞而发生短路，且通过设置焊接电路板连接更加稳定、方便，且能够缩短操作流程，降低标定周期。

Description

温度计标定装置

技术领域

本实用新型涉及低温温度测量技术领域，尤其涉及一种温度计标定装置。

背景技术

温度的精准测量对于前沿科学研究、大科学装置运行、航空航天具有重要的支撑作用。近年来，随着超导工业的发展及低温液体(如液氦4.2K和液氢20.3K)的广泛应用，对低温温区精准测温的需求与日俱增，要求日趋严格。

目前，常见的温度计标定系统多为稳态系统，通过可变温低温恒温器与热源的协调工作对放置有待标定温度计的等温块进行控温，采集控温点对应的温度以及温度计相应阻值从而拟合出温度计的特性曲线。对于低温区温度的标定，通常采用液氮或者液氦或者制冷机作为冷源；现有的标定装置对多个温度计进行标定时，通常将温度样品固定不稳定，操作流程复杂，导致标定周期长。

实用新型内容

本实用新型提供一种温度计标定装置，用以解决现有技术中温度计标定装置对多个温度计进行标定时，样品固定不稳定，操作流程复杂，导致标定周期长。

本实用新型提供一种温度计标定装置，包括：真空箱，所述真空箱具有第一容纳腔；制冷机，所述制冷机设于所述真空箱的下方，且所述制冷机具有第一冷头，所述第一冷头置于所述第一容纳腔内；恒温块和焊接电路板，所述恒温块设于所述第一冷头上，所述焊接电路板设于所述恒温块上，所述恒温块还用于放置多个待测低温温度计和标准温度计，多个所述待测低温温度计和所述标准温度计均与所述焊接电路板连接，所述焊接电路板用于与监测装置连接。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述温度计标定装置还包括绝缘螺钉，所述绝缘螺钉用于将多个所述待测低温温度计和标准温度计固定在所述恒温块上。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述真空箱包括箱体和盖体，所述箱体的顶部设有开口，所述盖体密封盖设于所述开口处，形成所述第一容纳腔。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述真空箱还包括把手，所述把手设于所述盖体上。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述温度计标定装置还包括第一冷屏，所述第一冷屏罩设于所述第一冷头，且与所述第一冷头连接，形成第二容纳腔，所述恒温块和所述焊接电路板置于所述第二容纳腔内，所述第一冷屏设有通孔，用于连通所述第一容纳腔和所述第二容纳腔。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述温度计标定装置还包括第二冷屏，所述制冷机还具有第二冷头，所述第二冷头与所述第一冷头连接，且置于所述第一容纳腔内；所述第二冷屏包括第一管段和第二管段，所述第一管段罩设于所述第二冷头，且与所述第二冷头密封连接，所述第二管段罩设于所述第一冷屏，且与所述第一管段可拆卸连通，以使所述第一管段、所述第二管段以及所述第二冷头形成的第三容纳腔。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述第二管段、所述第一冷屏以及所述恒温块中至少一个为铜制件，且所述第二管段的外壁面、以及第一冷屏的外壁面以及所述恒温块的外壁面均设有镀金层。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述第二管段的外壁面还设有绝缘层。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述温度计标定装置还包括导热块，所述导热块设于所述第一冷头和所述恒温块之间。

根据本实用新型提供的一种温度计标定装置，所述温度计标定装置还包括可移动底座，所述真空箱、所述制冷机、所述恒温块以及所述焊接电路板均设于所述可移动底座上。

本实用新型提供的温度计标定装置，通过将制冷机的第一冷头置于第一容纳腔内，且将恒温块置于第一冷头上，为恒温块提供冷量；通过在恒温块上设置电阻加热片为恒温块提供热量，通过冷热平衡控制恒温块的温度，进而控制设于恒温块上的待测低温温度计和标准温度计的温度；通过将多个待测低温温度计和标准温度计分别与焊接电路板连接，焊接电路板与监测设备连接监测待测低温温度计和标准温度计的参数变化，能够有规律地将多个待测低温温度计与监测设备连接，避免在连接的过程中待测低温温度计或标准温度计的引线与恒温块发生碰撞而发生短路，且通过设置焊接电路板连接更加稳定、方便，且能够缩短操作流程，降低标定周期。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的温度计标定装置的剖面图；

附图标记：

1：真空箱；11：箱体；12：盖体；13：把手；14：第一容纳腔；

2：制冷机；21：第一冷头；22：第二冷头；3：恒温块；4：焊接电路板；5：第一冷屏；51：第二容纳腔；6：第二冷屏；61：第一管段；62：第二管段；63：第三容纳腔；7：可移动底座。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

下面结合图1描述本实用新型提供的温度计标定装置。

本实用新型提供的温度计标定装置包括真空箱1、制冷机2、恒温块3以及焊接电路板4，真空箱1具有第一容纳腔14；制冷机2设于真空箱1的下方，且制冷机2具有第一冷头21，第一冷头21置于第一容纳腔14内；恒温块3设于第一冷头21上，焊接电路板4设于恒温块3上，恒温块3还用于放置多个待测低温温度计和标准温度计，多个待测低温温度计和标准温度计均与焊接电路板4连接，焊接电路板4用于与监测装置连接。

本实施例提供的真空箱1具有第一容纳腔14，分子泵能够与第一容纳腔14连通，如在第一容纳腔14的侧壁面上设置法兰接口，分子泵通过法兰接口与第一容纳腔14连通，能够对第一容纳腔14抽真空，达到要求后关闭分子泵，如在10^-4Pa左右停止抽真空。

本实施例提供的制冷机2设置在真空箱1的下方，用于为真空箱1内提供稳定的冷量；具体地，制冷机2具有第一冷头21，第一冷头21置于第一容纳腔14内，如图1所示，第一冷头21通过法兰盘置于第一容纳腔14内，为第一容纳腔14提供冷量。

进一步地，恒温块3设于第一冷头21上，第一冷头21降低恒温块3的温度，恒温块3上还设有螺纹孔，用于固定电阻加热片，控制电阻加热片的功率能够提高恒温块3的温度，即通过冷热平衡控制恒温块3的温度，实现匀速升降或者维持恒温块3的温度稳定。

恒温块3还用于放置多个待测低温温度计、标准温度计以及焊接电路板4，其中每个待测低温温度计都设有两根引线，标准温度计也设有两根引线，每根引线根据需要再接引线(如每个引线再接两根引线变成4根引线)，每个待测低温温度计和每个标准温度计均通过引线与焊接电路板4连接(每根引线连接焊接电路板4上的一个焊点)，焊接电路板4通过连接器(如航空插头)与监测装置连接，通过控制恒温块3的温度，检测待测低温温度计的电阻变化，并根据待测低温温度计的电阻、标准温度计的电阻以及温度变化，对待测低温温度计进行标定。

本实施例通过将制冷机的第一冷头置于第一容纳腔内，且将恒温块置于第一冷头上，为恒温块提供冷量；通过在恒温块上设置电阻加热片为恒温块提供热量，通过冷热平衡控制恒温块的温度，进而控制设于恒温块上的待测低温温度计和标准温度计的温度；通过将多个待测低温温度计和标准温度计分别与焊接电路板连接，焊接电路板与监测设备连接监测待测低温温度计和标准温度计的参数变化，能够有规律地将多个待测低温温度计与监测设备连接，避免在连接的过程中待测低温温度计或标准温度计的引线与恒温块发生碰撞而发生短路，且通过设置焊接电路板连接更加稳定、方便，且能够缩短操作流程，降低标定周期。

恒温块上还设有多个安装槽，用于放置待测低温温度计和标准温度计。

在一个实施例中，恒温块3上能够放置16个温度计，其中包括15个待测低温温度计和一个标准温度计。本实施例关于恒温块3的尺寸和结构不做具体限定。

在上述实施例的基础上，温度计标定装置还包括绝缘螺钉，绝缘螺钉用于将多个待测低温温度计和标准温度计固定在恒温块3上。

本实施例提供的温度计标定装置还包括绝缘螺钉，多个待测低温温度计和标准温度计均采用绝缘螺钉进行固定，进而将待测低温温度计和标准温度计固定在恒温块3上，该固定方式简单、稳定。

恒温块3上还设有焊接电路板4，多个待测低温温度计和标准温度计均与焊接电路板4连接，即待测低温温度计的引线和标准温度计的引线与焊接电路板4的焊点连接，焊接电路板4与监测装置连接，进而检测多个待测低温温度计和标准温度计的参数，操作方便、快捷。

本实施例提供的真空箱1包括箱体11和盖体12，箱体11的顶部设有开口，盖体12密封盖设于开口处，形成第一容纳腔14。

本实施例为了方便取放待测低温温度计和标准温度计，将真空箱1设置为可拆卸结构；具体地，真空箱1包括箱体11和盖体12，箱体11设有开口，盖体12能够密封盖设于开口处，形成第一容纳腔14，制冷机2的第一冷头21、恒温块3以及置于恒温块3上的待测低温温度计、标准温度计以及焊接电路板4均设于第一容纳腔14中。

本实施在盖体12和箱体11之间还设置有密封件如聚四氟材质的环形垫片或橡胶圈，并通过螺钉将盖体12盖设于开口处，实现密封，避免在对第一容纳腔14抽真空时因密封不严降低效率，减少对流漏热，保持第一容纳腔14的高真空环境。

本实施例中的盖体12不做具体限定，能够盖设于开口处与箱体11形成第一容纳腔14，且方便打开第一容纳腔14取放待测低温温度计即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，真空箱1还包括把手13，把手13设于盖体12上。参考图1，把手13设置在盖体12的顶部，方便用户打开盖体12。本实施例关于把手13的设置位置不做具体限定，方便用户打开真空箱1即可。

在上述实施例的基础上，温度计标定装置还包括第一冷屏5，第一冷屏5罩设于第一冷头21，且与第一冷头21连接，形成第二容纳腔51，恒温块3和焊接电路板4置于第二容纳腔51内，第一冷屏5设有通孔，用于连通第一容纳腔14和第二容纳腔51。

本实施提供的温度标定装置还包括冷屏，冷屏能够减少漏热，保持冷屏内部的温度。具体地，在第一冷头21和恒温块3之间设有支撑件，支撑件用于支撑恒温块3，第一冷屏5罩设于第一冷头21上，且与支撑件连接，以使第一冷屏5和支撑件形成第二容纳腔51，恒温块3以及设于恒温块3上的焊接电路板4、待测低温温度计和标准温度计均设于第二容纳腔51内，避免漏热，保持稳定的标定环境。

进一步地，第一冷屏5上设有通孔，以使第二容纳腔51和第一容纳腔14连通，进而使第二容纳腔51内的真空环境和第一容纳腔14内的真空环境的参数是一致的。

进一步地，温度计标定装置还包括第二冷屏6，制冷机2还包括第二冷头22，第二冷头22与第一冷头21连接，且置于第一容纳腔14内；第二冷屏6包括第一管段61和第二管段62，第一管段61罩设于第二冷头22，且与第二冷头22密封连接，第二管段62罩设于第一冷屏5，且与第一管段61可拆卸连通，以使第一管段61、第二管段62以及第二冷头22形成的第三容纳腔63。

参考图1，温度计标定装置还包括第二冷屏6，制冷机2还具有第二冷头22，制冷机2的主体依次连接有第二冷头22和第一冷头21，且第一冷头21和第二冷头22均置于第一容纳腔14内。

第二冷屏6设于第一冷屏5和第一容纳腔14的内壁面之间，用于防止辐射漏热；本实施例为了方便取放，将第二冷屏6设为可拆分式结构，具体地，第二冷屏6包括第一管段61和第二管段62，其中第一管段61罩设于第二冷头22，且通过法兰盘与第二冷头22密封连接；第二管段62罩设于第一冷屏5，且第二管段62与第一管段61可拆卸连通(如第一管段61和第二管段62之间设有密封圈，第一管段61和第二管段62通过螺钉连接)，第一管段61、第二管段62以及第二冷头22形成了第三容纳腔63，其中第二容纳腔51位于第三容纳腔63内，第三容纳腔63位于第一容纳腔14内，其中第二冷屏6的第一管段61上还设有通孔，以使第一容纳腔14、第二容纳腔51以及第三容纳腔63内的真空环境的参数是相同的。

本实施例通过在设置第二冷屏6能够防止辐射漏热，保证标定环境的稳定性；通过将第二冷屏6设置为分段结构，方便取放待测低温温度计和标准温度计，节省标定周期。

本实施例提供的第二管段62、第一冷屏5以及恒温块3中的至少一个为铜制件，且第二管段62的外壁面、第一冷屏5的外壁面以及恒温块3的外壁面均设有镀金层。

本实施例第二冷屏6的第二管段62、第一冷屏5以及恒温块3为紫铜制件，紫铜在低温下的导热系数大，且具有较大的比热容，恒温块3的温度稳定，进而保证了置于恒温块3上的多个待测低温温度计和标准温度计的温度起伏小，误差小，提高标定精度。

进一步地，第二管段62的外壁面、第一冷屏5的外壁面以及恒温块3的外壁面均设有镀金层，增大了表面的发射率，进一步阻止辐射漏热。

本实施例第二冷屏6的第二管段62、第一冷屏5以及恒温块3不仅限于铜制件，在低温下导热系数高，且具有较大的比热容，保持恒温块3上的温度恒定即可。

在上述实施例的基础上，进一步地，第二管段62的外壁面还设有绝缘层。

本实施中第二冷屏6的外壁面设有多层绝缘层，进一步减少辐射漏热。在一个优选实施例中，在第二冷屏6的第二管段62的外壁面设有至少30层高发射率的镀铝涤纶薄膜，减少辐射漏热。

本实施例中关于绝缘层的材料不做具体限定，根据实际情况选择。

在上述实施例的基础上，温度计标定装置还包括导热块，导热块设于第一冷头21和恒温块3之间。

在一个实施例中，第一冷头21和恒温块3之间设有支撑件，支撑件和恒温块3之间设有导热块，支撑件和第一冷头21之间也设有导热块，能够有效减少热阻，传热性好。

本实施例中的导热块为铟块。

本实施例中的真空箱1为不锈钢制件，且本实施例中的各部件的外壁面均经抛光处理。

在实际的操作过程中，将多个待测低温温度计和标准温度计放置在恒温块3上，并将多个待测低温温度计和标准温度计与焊接电路板4连接，焊接电路板4与监测装置连接；连接完成后，将第一冷屏5罩设于第一冷头21上，形成第二容纳腔51，避免辐射漏热。

进一步地，将第二冷屏6罩设于第二冷头22上，即将第二冷屏6的第二管段62罩设于第一冷屏5，位于第一冷屏5和第一容纳腔14内壁面之间，且第二管段62与第一管段61连通，形成第三容纳腔63，进一步地避免辐射散热；最后将箱体11的盖体12盖设于箱体11的开口处，形成真空的第一容纳腔14，其中第一冷屏5和第二冷屏6的第一管段61均设于通孔，以使第一容纳腔14与第二容纳腔51处于连通状态。

启动分子泵对第一容纳腔14、第二容纳腔51以及第三容纳腔63进行抽真空，在真空达到10^-4Pa左右，启动制冷机2，同时启动监测装置，内部标定温度为6.5k-300k，不间断地对标准温度计的温度和待测低温温度计的阻值进行采集，进而实现对待测低温温度计的标定。

标定结束后，依次将盖体12与箱体11分离，第二冷屏6的第二管段62与第一管段61分离，取下第一冷屏5，将待测低温温度计和焊接电路板4进行拆卸，并安装下一组待测低温温度计，该结构取放待测低温温度计方便，操作流程简单，节约标定时长。

本实施例提供的温度计标定装置采用制冷机2作为冷源，具有降温快，控温时间短，且系统无工质挥发损失。

在上述实施例的基础上，温度计标定装置还包括可移动底座7，真空箱1、制冷机2、恒温块3以及焊接电路板4均设于可移动底座7上。

本实施例为了方便移动温度计标定装置，设置可移动底座7，如图1所示，真空箱1、制冷机2、恒温块3以及焊接电路板4均设置在可移动底座7上；其中可移动底座7包括框架和滚轮，滚轮设置在框架的底部，框架为铝型材制件，质量轻，方便移动。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种温度计标定装置，其特征在于，包括：

真空箱，所述真空箱具有第一容纳腔；

制冷机，所述制冷机设于所述真空箱的下方，且所述制冷机具有第一冷头，所述第一冷头置于所述第一容纳腔内；

恒温块和焊接电路板，所述恒温块设于所述第一冷头上，所述焊接电路板设于所述恒温块上，所述恒温块还用于放置多个待测低温温度计和标准温度计，多个所述待测低温温度计和所述标准温度计均与所述焊接电路板连接，所述焊接电路板用于与监测装置连接。

2.根据权利要求1所述的温度计标定装置，其特征在于，所述温度计标定装置还包括绝缘螺钉，所述绝缘螺钉用于将多个所述待测低温温度计和标准温度计固定在所述恒温块上。

3.根据权利要求1所述的温度计标定装置，其特征在于，所述真空箱包括箱体和盖体，所述箱体的顶部设有开口，所述盖体密封盖设于所述开口处，形成所述第一容纳腔。

4.根据权利要求3所述的温度计标定装置，其特征在于，所述真空箱还包括把手，所述把手设于所述盖体上。

5.根据权利要求1所述的温度计标定装置，其特征在于，所述温度计标定装置还包括第一冷屏，所述第一冷屏罩设于所述第一冷头，且与所述第一冷头连接，形成第二容纳腔，所述恒温块和所述焊接电路板置于所述第二容纳腔内，所述第一冷屏设有通孔，用于连通所述第一容纳腔和所述第二容纳腔。

6.根据权利要求5所述的温度计标定装置，其特征在于，所述温度计标定装置还包括第二冷屏，所述制冷机还具有第二冷头，所述第二冷头与所述第一冷头连接，且置于所述第一容纳腔内；所述第二冷屏包括第一管段和第二管段，所述第一管段罩设于所述第二冷头，且与所述第二冷头密封连接，所述第二管段罩设于所述第一冷屏，且与所述第一管段可拆卸连通，以使所述第一管段、所述第二管段以及所述第二冷头形成的第三容纳腔。

7.根据权利要求6所述的温度计标定装置，其特征在于，所述第二管段、所述第一冷屏以及所述恒温块中至少一个为铜制件，且所述第二管段的外壁面、以及第一冷屏的外壁面以及所述恒温块的外壁面均设有镀金层。

8.根据权利要求6所述的温度计标定装置，其特征在于，所述第二管段的外壁面还设有绝缘层。

9.根据权利要求1所述的温度计标定装置，其特征在于，所述温度计标定装置还包括导热块，所述导热块设于所述第一冷头和所述恒温块之间。

10.根据权利要求1所述的温度计标定装置，其特征在于，所述温度计标定装置还包括可移动底座，所述真空箱、所述制冷机、所述恒温块以及所述焊接电路板均设于所述可移动底座上。

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