高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，包括壓力試驗箱、真空控制系統(tǒng)和溫度控制系統(tǒng)，真空控制系統(tǒng)包括初級真空泵和二級真空泵，初級真空泵和二級真空泵均通過密封管與壓力試驗箱連通；溫度控制系統(tǒng)包括制冷加熱裝置和低溫制冷機，制冷加熱裝置收容于壓力試驗箱內(nèi)，低溫制冷機與制冷加熱裝置連接。上述高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，通過初級真空泵將壓力試驗箱內(nèi)壓力降到低氣壓后，再通過二級真空泵來實現(xiàn)高真空的壓力要求，同時還可通過低溫制冷機和制冷加熱裝置來實現(xiàn)所需的溫度要求。如此，在壓力試驗箱內(nèi)即可同時實現(xiàn)多種環(huán)境因素的模擬，更能客觀地，有針對性地模擬電子元器件在工作環(huán)境中的主要環(huán)境因素，并增加了試驗結(jié)果和實際使用之間的相關(guān)性。
【專利說明】高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及航空航天儀器設(shè)備試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國航天技術(shù)的發(fā)展，航天器功能密集度增高，表面敏感部件增多，設(shè)計壽命增長，特別是大量新型復(fù)合材料、聚合物材料的使用，微電子線路集成度不斷提高，使空間熱真空效應(yīng)對航天器件的影響變得日益突出，成為影響航天器長壽命、高可靠性的關(guān)鍵因素。
[0003]航天器長期在高真空和高低溫的宇宙環(huán)境中工作，受到原子氧、熱循環(huán)等空間環(huán)境因素的影響，可能引起某些元器件的密封破壞、管腳斷裂、內(nèi)引線鍵合點脫開等情況而最終失效。因此，對航天器中的關(guān)鍵器件的熱真空試驗越來越普遍，以避免因失效造成航天器的損失，并提高航天器的生存能力、延長壽命和運行的可靠性。
[0004]空間環(huán)境模擬試驗設(shè)備是測器件在復(fù)雜環(huán)境下的電氣、機械、發(fā)熱、材料穩(wěn)定性、熱分布分析等性能測試和試驗研究的試驗裝置。而目前生產(chǎn)的真空箱或低氣壓箱都只是完成單一試驗功能，不能同時完成高真空和低氣壓試驗，難以模擬真實環(huán)境條件下航空器中器件的工作環(huán)境，其試驗結(jié)果與實際使用結(jié)果之間相關(guān)性較差，不能有效反映實際情況。
實用新型內(nèi)容
[0005]基于此，有必要針對試驗結(jié)果與實際結(jié)果相關(guān)性較差，不能有效反應(yīng)實際情況的問題，提供一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備。
[0006]一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，包括:
[0007]壓力試驗箱；
[0008]真空控制系統(tǒng)，包括初級真空泵和二級真空泵，所述初級真空泵和二級真空泵均通過密封管與所述壓力試驗箱連通；
[0009]溫度控制系統(tǒng)，包括制冷加熱裝置和低溫制冷機，所述制冷加熱裝置收容于所述壓力試驗箱內(nèi)，所述低溫制冷機與所述制冷加熱裝置連接；
[0010]在其中一實施例中，所述壓力試驗箱包括底座和側(cè)板，所述底座和側(cè)板均設(shè)有保溫層，所述底座保溫層上設(shè)有隔熱墊，所述制冷加熱裝置安裝于所述隔熱墊。
[0011]在其中一實施例中，所述底座保溫層和側(cè)板保溫層均包括環(huán)氧板層和不銹鋼板層，所述環(huán)氧板層和不銹鋼板層層疊固定。
[0012]在其中一實施例中，所述環(huán)氧板層和不銹鋼板層之間設(shè)有真空層。
[0013]在其中一實施例中，所述初級真空泵包括機械泵和箱體，所述機械泵泵安裝于所述箱體，所述壓力試驗箱固定于所述箱體。
[0014]在其中一實施例中，所述機械泵為無油真空泵。
[0015]在其中一實施例中，所述二級真空泵包括低溫泵和低溫泵冷卻機組，所述低溫泵冷卻機組與所述低溫泵連接，所述低溫泵與所述壓力試驗箱連通。
[0016]在其中一實施例中，還包括插板閥，所述二級真空泵與所述插板閥連接，所述插板閥與所述壓力試驗箱連通。
[0017]在其中一實施例中，所述密封管與所述壓力試驗箱之間的接口處的密封管內(nèi)，遠離所述壓力試驗箱的方向依次設(shè)有擋板和柵網(wǎng)。
[0018]在其中一實施例中，還包括調(diào)節(jié)壓力試驗箱內(nèi)的氣壓和溫度達到預(yù)設(shè)值的控制器，所述控制器分別與所述初級真空泵、二級真空泵、制冷加熱裝置和低溫制冷機電連接。
[0019]上述高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，當進行低氣壓試驗時，通過初級真空泵達到低氣壓的要求，通過低溫制冷機和制冷加熱裝置實現(xiàn)所需溫度的要求。當進行高真空試驗時，通過初級真空泵將壓力試驗箱內(nèi)壓力降到低氣壓后，通過二級真空泵來實現(xiàn)高真空的壓力要求，同時還可通過低溫制冷機和制冷加熱裝置來實現(xiàn)所需的溫度要求。如此，在一個壓力試驗箱內(nèi)即可同時實現(xiàn)多種環(huán)境因素的模擬和試驗，更能客觀地，有針對性地模擬電子元器件在工作環(huán)境中的主要環(huán)境因素，并增加了試驗結(jié)果和實際使用之間的相關(guān)性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為一實施方式的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為一實施方式的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備的另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為如圖2所示的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備的剖視圖；
[0023]圖4為一實施方式的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備的密封管的擋板和柵網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳的實施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0025]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
[0026]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0027]如圖1、圖2和圖3所示，一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，包括壓力試驗箱110、真空控制系統(tǒng)120和溫度控制系統(tǒng)130。
[0028]真空控制系統(tǒng)120包括初級真空泵122和二級真空泵124，初級真空泵122和二級真空泵124均通過密封管(圖未示)與壓力試驗箱110連通。溫度控制系統(tǒng)130包括低溫制冷機132和制冷加熱裝置134，制冷加熱裝置134收容于壓力試驗箱110內(nèi)，低溫制冷機132與制冷加熱裝置134連接。
[0029]壓力試驗箱110可采用金屬制成，具有較強的硬度和韌性，也可用強度高且耐高溫、耐低溫的高分子材料制成，可呈圓筒形可以呈方形，可根據(jù)實際情況選擇不同的形狀。具體到本實施例中，壓力試驗箱采用金屬制成，呈圓筒形。
[0030]初級真空泵122通過密封管與壓力試驗箱110連通。
[0031]具體地，初級真空泵122可包括機械泵1222和箱體1224，機械泵1222安裝于箱體1224內(nèi)，壓力試驗箱110固定于箱體1224，機械泵1222通過密封管與壓力試驗箱連通?？梢岳斫獾氖牵跫壵婵毡?22可以是無油真空泵，也可以是羅茨泵或有油真空泵，只要實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、維護方便等即可。此外，還可在箱體下設(shè)置有底架1226，實現(xiàn)對壓力試驗箱110和初級真空泵122的固定和支撐作用。
[0032]二級真空泵124通過密封管與壓力試驗箱110連接。
[0033]在本實施例中，二級真空泵124可為低溫泵組件，包括低溫泵1242和低溫泵冷卻機1244，低溫泵冷卻機1244與低溫泵1242連接，低溫泵1242通過密封管與壓力試驗箱110連接。可以理解的是，二級真空泵124還可以為分子泵，能實現(xiàn)泵在具有較大的抽速和較高的壓縮比，使壓力試驗箱內(nèi)形成高真空的目的即可。
[0034]溫度控制系統(tǒng)130包括低溫制冷機132和制冷加熱裝置134，制冷加熱裝置134收容于壓力試驗箱110內(nèi)，低溫制冷機132和制冷加熱裝置134連接。
[0035]具體地，溫度控制系統(tǒng)130可為混合制冷機系統(tǒng)，低溫制冷機132通過壓縮機排除的高壓蒸汽經(jīng)過冷凝器放出熱量而形成冷卻液，冷卻液再經(jīng)過膨脹閥節(jié)流，進入制冷加熱裝置134，制冷加熱裝置134吸取冷卻液當中的熱量變?yōu)檎羝?，從而實現(xiàn)對環(huán)境產(chǎn)生制冷效果，蒸汽進入低溫制冷機132中，如此循環(huán)，最低溫度可達到零下120度，實現(xiàn)高低溫環(huán)境的模擬。
[0036]上述高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，通過開啟初級真空泵122，實現(xiàn)控制壓力試驗箱110內(nèi)的低氣壓的要求，當需要高真空時，開啟二級真空泵124，通過二級真空泵124來實現(xiàn)高真空的壓力要求。與此同時，可通過低溫制冷機132和制冷加熱裝置134實現(xiàn)所需高低溫的要求。如此，在一個壓力試驗箱110即可同時實現(xiàn)多種環(huán)境因素的模擬和試驗，如航天環(huán)境中的高低溫、高真空的環(huán)境模擬，更能客觀地，有針對性地模擬航天電子元器件在工作環(huán)境中的主要環(huán)境因素，增加了試驗結(jié)果和實際使用之間的相關(guān)性，從而可檢測出電子元器件可能存在的問題并改善，保證了航天航空電子元器件的長壽命和可靠性。
[0037]請參閱圖3，在其中一實施例中，壓力試驗箱110包括底座112和側(cè)板114，側(cè)板114設(shè)置于底座112四周，底座112和側(cè)板114均設(shè)有保溫層，底座112上設(shè)有隔熱墊(圖未示)，制冷加熱裝置134安裝于隔熱墊，底座112和側(cè)板114的保溫層通過螺栓固定，底座112的保溫層上固定有隔熱墊，制冷加熱裝置114通過螺栓和隔熱墊固定于底座112上。如此，通過設(shè)置保溫層和隔熱墊使用壓力試驗箱110內(nèi)的熱傳遞慢，防止壓力試驗箱110內(nèi)的溫度受外界影響，可使壓力試驗箱110內(nèi)迅速達到所要求的試驗溫度且保持穩(wěn)定。
[0038]在其中一實施例中，底座112保溫層和側(cè)板114保溫層均包括環(huán)氧板層和不銹鋼板層，由內(nèi)到外環(huán)氧板層和不銹鋼板層層疊固定。如此，環(huán)氧板具有較好的耐熱、耐潮性能，除濕性能好，在內(nèi)外相差較大溫度的情況下，不銹鋼板不凝結(jié)水汽；且較高的機械性能，能保持較高尺寸穩(wěn)定性和耐久性，在極端環(huán)境下可保持較好的機械性能，增加了裝置的穩(wěn)定性；此外還能起到隔熱作用，使壓力試驗箱110的溫度保持穩(wěn)定，提高了裝置的可靠性和穩(wěn)定性?？梢岳斫獾氖牵h(huán)氧板層的厚度可根據(jù)保溫實際情況決定，在本實施例中，側(cè)板114環(huán)氧板層為四層，底板112環(huán)氧板層為三層。
[0039]在其中一實施例中，在環(huán)氧板層和不銹鋼板層之間設(shè)有真空層，進一步使熱流動減緩，防止熱傳遞和熱流動，隔溫效果好，使壓力試驗箱內(nèi)的溫度保持穩(wěn)定，提高了裝置的可靠性和穩(wěn)定性。
[0040]請參閱圖1，在其中一實施例中，高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備還包括插板閥140，二級真空泵124與插板閥140連接，插板閥140與壓力試驗箱110連接，當需要進行高真空環(huán)境模擬時，開啟插板閥140，二級真空泵124使壓力試驗箱110達到高真空的要求，然后關(guān)閉插板閥140，進行試驗。如此，插板閥可起到真空密封作用，保證了裝置的穩(wěn)定和可靠性。
[0041]請參閱圖4，在其中一實施例中，密封管與壓力試驗箱110之間的接口處的密封管內(nèi)，遠離壓力試驗箱110的方向依次設(shè)有擋板150和柵網(wǎng)160，構(gòu)成真空系統(tǒng)保護，防止在形成真空環(huán)境中的抽氣過程中，雜物等進入密封管道造成阻塞或進入真空控制系統(tǒng)造成損壞，保證了真空控制系統(tǒng)的安全性和可靠性。
[0042]請參閱圖1和圖2，在其中一實施例中，高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備還包括控制器170，控制器170與初級真空泵122、二級真空泵124、制冷加熱裝置134和低溫制冷機132電連接，從而通過調(diào)節(jié)各個系統(tǒng)來實現(xiàn)航空環(huán)境的模擬，達到高低溫和高真空的環(huán)境要求。可以理解的是，還包括與控制器170的電連接的檢測試驗箱體內(nèi)溫度的溫度傳感器，通過控制器170控制調(diào)節(jié)制冷加熱裝置134和低溫制冷機132，來調(diào)節(jié)壓力試驗箱110內(nèi)的溫度，如果溫度傳感器顯示未達到預(yù)設(shè)要求，可再次進行調(diào)節(jié)。如此，便于控制裝置內(nèi)的氣壓和溫度，便于快速準確形成滿足試驗要求的環(huán)境因素。
[0043]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，包括: 壓力試驗箱； 真空控制系統(tǒng)，包括初級真空泵和二級真空泵，所述初級真空泵和二級真空泵均通過密封管與所述壓力試驗箱連通； 溫度控制系統(tǒng)，包括制冷加熱裝置和低溫制冷機，所述制冷加熱裝置收容于所述壓力試驗箱內(nèi)，所述低溫制冷機與所述制冷加熱裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述壓力試驗箱包括底座和側(cè)板，所述底座和側(cè)板均設(shè)有保溫層，所述底座的保溫層設(shè)有隔熱墊，所述制冷加熱裝置安裝于所述隔熱墊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述底座的保溫層和側(cè)板的保溫層均包括環(huán)氧板層和不銹鋼板層，所述環(huán)氧板層和不銹鋼板層層疊固定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)氧板層和不銹鋼板層之間設(shè)有真空層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述初級真空泵包括機械泵和箱體，所述機械泵泵安裝于所述箱體，所述壓力試驗箱固定于所述箱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述機械泵為無油真空泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述二級真空泵包括低溫泵和低溫泵冷卻機組，所述低溫泵冷卻機組與所述低溫泵連接，所述低溫泵與所述壓力試驗箱連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，還包括插板閥，所述二級真空泵與所述插板閥連接，所述插板閥與所述壓力試驗箱連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，所述密封管靠近所述壓力試驗箱的接口處，遠離所述壓力試驗箱的方向依次設(shè)有擋板和柵網(wǎng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?9任意一項所述的高低溫高真空環(huán)境模擬試驗設(shè)備，其特征在于，還包括調(diào)節(jié)壓力試驗箱內(nèi)的氣壓和溫度達到預(yù)設(shè)值的控制器，所述控制器分別與所述初級真空泵、二級真空泵、制冷加熱裝置和低溫制冷機電連接。
【文檔編號】B01L1/02GK203658331SQ201320792647
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】羅軍, 陳新蘋, 曹志洪, 黃俊華, 朱豐城, 薛秀美, 馬軍 申請人:廣州賽寶儀器設(shè)備有限公司