CN218689621U - 一种小型变温样品台装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种小型变温样品台装置，可放置于常规小样品仓中，通用于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器及其它等多种有变温需求的检测场景，实现样品的宽温区高低温变温性能检测。所述装置包括隔热系统和变温系统，采用加热片升温，实现样品的高温性能检测；采用冷媒降温，实现样品的低温性能检测，在不开启变温系统时，也能进行样品的常温性能检测，变温范围大；并可满足多种样品材料的测试环境需求，可在空气、保护性气体或真空环境中进行样品的高低温变温特性检测；所述装置还包括电极系统，可以检测导电型待测样品的变温电学相关特性，满足各类材料的测试需求；设计轻巧，结构紧凑，方便耦合各种测试仪器完成样品变温相关性能测试，应用前景广泛。

Description

一种小型变温样品台装置

技术领域

本实用新型公开了一种可通用的宽温区小型变温样品台装置，属于变温测试技术领域，具体涉及一种小型变温样品台装置。

背景技术

温度是影响材料性能的重要因素，温度的变化直接关系着材料内部结构的变化，进而引起材料的光学性能、力学性能、物理性能、化学性能等各方面性能发生极大的差异。通过对材料变温性能的分析和评估，可以对其成分结构与内部作用机理进行深入研究，最终通过对材料成分和结构的精确调控实现性能提升。例如，对于各类发光材料和生物标记材料来说，温度稳定性直接影响了其工作效能和使用寿命，常规室温光学性能测试手段已经无法满足此类材料的综合性能评价。目前，国内的宽温区（80-800K）变温检测设备通常采用耦合单独的变温装置进行样品的变温检测，常规绝热设计导致设备体型不紧凑，较长的温度传导通路又进一步导致能效低；本领域内也有直接对常温样品台进行变温改造的设计（CN105954306A、CN209086161），一般变温范围小，通用性差。为满足日益增长的材料宽温区变温性能测试需求，亟需设计出一种小巧可通用的宽温区小型变温样品台装置。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种小型变温样品台装置，可放置于常规小样品仓中，通用于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器等多种有变温需求的检测场景，实现样品的宽温区高低温变温表征和性能检测。

本实用新型提供的一种小型变温样品台装置，主要由隔热系统和变温系统组成。所述隔热系统包括壳体、盖板、温控板、隔热管和透光窗，所述壳体内部开设有U型的水流通道，用于通入循环水对所述壳体进行冷却或保温，所述壳体中心还开设有通孔，所述壳体上下表面均装配有盖板；所述盖板中心安装有所述透光窗，由所述壳体、盖板、透光窗装配形成密封变温腔，隔绝外部空气进入；所述温控板安装在所述壳体一端，所述温控板还开设有两条气体通道，用于更换变温腔中的气体；所述隔热管安装在所述温控板上，用于冷媒的传递，同时减少变温腔热损耗。所述变温系统包括冷热盘、加热片、温度传感器、冷媒输送管和温控接头，所述冷热盘中心开设有通光孔，测试时待测样品置于所述通光孔上，所述冷热盘内部开设环形槽，所述加热片安装在所述冷热盘内部的环形槽内，所述冷热盘上还安装有温度传感器；所述冷媒输送管两端分别连接所述冷热盘和所述隔热管，将所述冷热盘悬空架在变温腔内；所述温控接头安装在所述壳体上，所述温控接头通过导线连接所述加热片和所述温度传感器，用于对所述加热片和所述温度传感器通入电流，使得所述加热片升温对所述冷热盘进行加热，所述温度传感器测量所述冷热盘温度并反馈。

优选的，所述一种小型变温样品台装置还包括通电系统，所述通电系统包括通电插板和通电插头，所述通电插板安装在所述壳体除安装所述温控板的另一端，所述通电插头装配在所述通电插板上，用于连接外部电源，对导电型待测样品通电进行测试。

进一步地，所述冷热盘采用导热材料制作，示例的，可采用纯铜材料制作。

进一步地，所述透光窗采用透光材料制作，示例的，可采用石英材料制作。

进一步地，所述冷媒输送管采用耐高低温材料制作，示例的，可采用纯钛材料制作。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型公开的一种小型变温样品台装置，设计轻巧，结构紧凑，可放置于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器等常规小样品仓中进行样品变温特性表征和性能检测。

（2）本实用新型公开的一种小型变温样品台装置，热传导通路短，样品变温速度快，可实现试样在宽温区高低温环境下的各种性能表征和检测。

（3）本实用新型公开的一种小型变温样品台装置，所述冷热盘中心开设有通光孔，所述盖板上安装有所述透光窗，可耦合在显微镜样品台上，用于对试样进行微区光电特性表征。

（4）本实用新型公开的一种小型变温样品台装置还包括电极系统，所述电极插头可连接外部电源和表头，完成相应的材料和器件的变温电学和光电特性表征。

（5）本实用新型公开的一种小型变温样品台装置，所述温控板上开设有两条气体通道，可抽真空完成真空条件下的变温光电特性研究，可通入保护性气体进行气氛保护下的温度依赖的光电特性表征，可通入高压气体完成高压下温度依赖的光电性能测试，还可以通入部分反应气体完成不同温度条件下的光电催化性能测试，实现变温和多重气氛条件下的材料和器件的光电热等相关特性表征和检测。

附图说明

图1为一种小型变温样品台装置外观图

图2为一种小型变温样品台装置横向装配示意图

图3为一种小型变温样品台装置竖向装配示意图

图4为一种小型变温样品台装置壳体结构示意图

图5为一种小型变温样品台装置的冷热盘结构示意图

图6为一种小型变温样品台装置工作示意图

图中：1-盖板，2-壳体，3-电极插头，4-电极插板，5-透光窗，6-温控板，7-隔热管，8-温控接头，9-气体通道，10-水流通道，11-冷热盘，12-加热片，13-温度传感器，14-冷媒输送管

具体实施方式

下文将结合附图以及具体实施案例对本实用新型的技术方案做更进一步的详细说明。应当了解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

本实用新型提供的一种小型变温样品台装置，主要由隔热系统和变温系统组成。具体的，所述隔热系统包括壳体2、盖板1、电极插板4、温控板6、隔热管7和透光窗5，所述壳体2内部开设有U型的水流通道10，用于通入循环水对所述壳体2进行冷却保温，所述壳体2中心还开设有通孔，所述壳体2上下表面均装配有盖板1；所述盖板1中心安装有所述透光窗5，所述透光窗5采用透光材料制作，示例的，可采用石英材料制作；由所述壳体2、盖板1、透光窗5装配形成密封变温腔，隔绝外部水汽进入；所述温控板6安装在所述壳体2一端，所述温控板6还开设有两条气体通道9，用于更换变温腔中样品测试的气体环境；所述隔热管7安装在所述温控板6上，用于冷媒的传递，同时减少变温腔热损耗，本实用新型实施例中对所述冷媒的种类不做限制，示例的，所述冷媒可为液氮、氟利昂、氨。具体的，所述变温系统包括冷热盘11、加热片12、温度传感器13、冷媒输送管14和温控接头8，所述冷热盘11采用导热材料制作，示例的，可采用纯铜材料制作，所述冷热盘11中心开设有通光孔，测试时待测样品置于所述通光孔上，所述冷热盘11内部开设环形槽，所述加热片12安装在所述冷热盘11内部的环形槽内，所述冷热盘11上还安装有温度传感器13；所述冷媒输送管采用耐高低温硬质材料制作，示例的，可采用纯钛材料制作，所述冷媒输送管14两端分别连接所述冷热盘11和所述隔热管7，将所述冷热盘11悬空架在变温腔内；所述温控接头8安装在所述壳体2上，所述温控接头8通过导线连接所述加热片12和所述温度传感器13，用于对所述加热片12和所述温度传感器13通入电流，使得所述加热片12升温对所述冷热盘11进行加热，所述温度传感器13测量所述冷热盘温度并反馈。

优选的，本实用新型提供的一种小型变温样品台装置还包括电极系统，所述电极系统包括电极插板4和电极插头3，所述电极插板4安装在所述壳体2除安装所述温控板6的另一端，所述电极插头3装配在所述电极插板4上，用于连接外部电源，对待测样品进行电学相关性能测试。

实施例1

图6示出了所述一种小型变温样品台装置工作状态。所述装置包括隔热系统和变温系统，可放置于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器及其它等多种有变温需求的检测场景中，实现样品的常温性能检测。首先取下装配在所述盖板1上的所述透光窗5，将待测样品放置固定于所述冷热盘11上，盖上所述透光窗5，此时可根据待测样品性质，决定是否通过所述壳体2上开设的所述气体通道9抽取变温腔中空气，待测样品处于真空环境下进行测试；或继续通过所述温控板6上开设的所述气体通道9向变温腔通入保护性气体，待测样品处于保护性气体环境中进行检测，满足更多样品的常温性能检测需求。

实施例2

图6示出了所述一种小型变温样品台装置工作状态。所述装置包括隔热系统和变温系统，可放置于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器及其它等多种有变温需求的检测场景中，实现样品的高温性能检测。首先取下装配在所述盖板1上的所述透光窗5，将待测样品放置固定于所述冷热盘11上，盖上所述透光窗5；此时可根据待测样品性质，决定是否通过所述温控板6上开设的所述气体通道9抽取变温腔中空气，待测样品处于真空环境下进行测试；或继续通过所述壳体2上开设的所述气体通道9向变温腔通入保护性气体，待测样品处于保护性气体环境中进行检测；开始不断往所述U型的水流通道10一端通入冷却水，冷却水从所述U型的水流通道10另一端排出，持续对所述壳体2进行降温；由外部温度控制器通过所述温控接头8经由导线对所述加热片12通入电流，所述加热片12开始对所述冷热盘11进行加热，待测样品开始升温，当所述温度传感器13检测到所述冷热盘11达到所需温度时，反馈信号给外部温度控制器控制保温并开始测试，满足更多样品的高温性能检测需求。

实施例3

图6示出了所述一种小型变温样品台装置工作状态。所述装置包括隔热系统和变温系统，可放置于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器及其它多种有变温需求的检测场景中，实现样品的低温性能检测。首先取下装配在所述盖板1上的所述透光窗5，将待测样品放置固定于所述冷热盘11上，盖上所述透光窗5；此时可根据待测样品性质，决定是否通过所述温控板6上开设的所述气体通道9抽取变温腔中空气，待测样品处于真空环境下进行测试；或继续通过所述壳体2上开设的所述气体通道9向变温腔通入保护性气体，待测样品处于保护性气体环境中进行检测；开始不断往所述U型的水流通道10一端通入温水，温水从所述U型的水流通道10另一端排出，持续对所述壳体2进行保温；由外部温度控制器控制冷媒持续通入装配在所述隔热管7中的一根所述冷媒输送管14进入所述冷热盘11内部开设的环形槽中，从装配在所述隔热管7中的另一根所述冷媒输送管14排出，持续对所述冷热盘11进行降温。所述冷热盘11将温度传导给待测样品，样品开始降温，当所述温度传感器13检测到所述冷热盘11达到所需温度时，反馈信号给外部温度控制器控制保温并开始测试，进行样品的低温性能检测。

实施例4

图6示出了所述一种小型变温样品台装置工作状态。所述装置包括隔热系统、变温系统和电极系统，可放置于光谱仪、X射线衍射仪、成像仪器及其它多种有变温需求的检测场景中，实现样品的电学相关特性检测。首先取下装配在所述盖板1上的所述透光窗5，将待测样品放置固定于所述冷热盘11上，盖上所述透光窗5；此时可根据待测样品性质，决定是否通过所述温控板6上开设的所述气体通道9抽取变温腔中空气，待测样品处于真空环境下进行测试；或继续通过所述壳体2上开设的所述气体通道9向变温腔通入保护性气体，待测样品处于保护性气体环境中进行检测；接着根据测试需求，启动变温系统，对待测样品进行升温或降温后，由外部电源仪表连接所述电极插头3，完成所述冷热盘11上的待测样品的变温电学相关特性检测。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种小型变温样品台装置，其特征在于，所述小型变温样品台装置包括隔热系统、变温系统，所述隔热系统包括壳体（2）、盖板（1）、电极插板（4）、温控板（6）、隔热管（7）和透光窗（5），所述壳体（2）内部开设有U型的水流通道（10），所述壳体（2）中心还开设有通孔，所述壳体（2）一端安装电极插板（4），所述壳体（2）另一端安装温控板（6），所述壳体（2）上下表面均装配有盖板（1）；所述盖板（1）中心安装有所述透光窗（5），所述温控板（6）安装在所述壳体（2）一端，所述温控板（6）还开设有两条气体通道（9），所述隔热管（7）安装在所述温控板（6）上；所述变温系统包括冷热盘（11）、加热片（12）、温度传感器（13）、冷媒输送管（14）和温控接头（8），所述冷热盘（11）中心开设有通光孔，测试时待测样品置于所述通光孔上，所述冷热盘（11）内部开设环形槽，所述加热片（12）安装在所述冷热盘（11）内部的环形槽内，所述冷热盘（11）上还安装有温度传感器（13）；所述冷媒输送管（14）两端分别连接所述冷热盘（11）和所述隔热管（7）；所述温控接头（8）安装在所述壳体（2）上，所述温控接头（8）通过导线连接所述加热片（12）和所述温度传感器（13）。

2.根据权利要求1所述的一种小型变温样品台装置，其特征在于，所述壳体（2）、盖板（1）和透光窗（5）装配形成密封变温腔，所述冷热盘（11）安装在所述冷媒输送管（14）一端，被悬空架在变温腔内。

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