一種空氣浴恒溫裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種空氣浴恒溫裝置，包括箱體，其上層為恒溫腔，下層為電器層；恒溫腔的內(nèi)壁設(shè)有隔熱層，其內(nèi)還設(shè)有折流筒和溫度傳感器；裝置還包括由半導(dǎo)體制冷片、散熱器和風(fēng)扇組成的加熱/冷卻組件，其嵌設(shè)在恒溫腔底面隔熱層的中央；半導(dǎo)體制冷片的兩面分別貼合設(shè)有第一散熱器和第二散熱器，第一、第二散熱器上分別設(shè)有第一風(fēng)扇和第二風(fēng)扇，第一散熱器和第一風(fēng)扇位于恒溫腔內(nèi)，第二散熱器和第二風(fēng)扇位于恒溫腔外；第二散熱器還與排風(fēng)管連接，排風(fēng)管通到箱體外，第二風(fēng)扇還與導(dǎo)流管連接，導(dǎo)流管口對(duì)應(yīng)的箱體底部設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)。本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、且使用方便，控溫精度更高，可滿足低于室溫的溫度范圍，滿足較高實(shí)驗(yàn)要求測(cè)試的需求。
【專利說(shuō)明】一種空氣浴恒溫裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及需要使用空氣作為恒溫介質(zhì)精確控制環(huán)境溫度的應(yīng)用領(lǐng)域，比如儀器儀表電路恒溫，材料理化性能測(cè)試，電子元器件性能的測(cè)試，具體是一種空氣浴恒溫裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]溫度是一個(gè)重要的物理參數(shù)，也是影響被研究系統(tǒng)的重要因素。因此，在精確測(cè)量研究對(duì)象的各種理化性質(zhì)或者參數(shù)時(shí)，需要對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行恒溫。常用的做法是將被研究的對(duì)象置于恒溫槽中。恒溫槽是提供恒溫環(huán)境的裝置，根據(jù)恒溫介質(zhì)的不同，恒溫槽可分為空氣浴、水浴、油浴、熔鹽浴、固體恒溫器等。最常用的液體浴(水浴、油浴、熔鹽浴)恒溫裝置具有熱容大，傳熱快，恒溫性能好的特點(diǎn)。但液體浴也有缺點(diǎn)，比如要求被測(cè)試對(duì)象完全密封，蒸汽影響等等。固體恒溫器以較大熱容的金屬塊作為恒溫介質(zhì)，一般只適合對(duì)較小體積的對(duì)象進(jìn)行恒溫，體積太大，傳熱時(shí)間較長(zhǎng)，溫度梯度偏大，則恒溫性能較差?？諝庠『銣夭圻m合于對(duì)恒溫精度要求不是特別高，體積比較大的場(chǎng)合。但常見的空氣浴恒溫裝置，比如恒溫箱，控溫效果較差，溫度穩(wěn)定度只能達(dá)到± I°c，而且只能工作在高于室溫的溫度范圍內(nèi)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有空氣浴恒溫箱控溫效果較差，只能工作在高于室溫的溫度范圍內(nèi)，不能滿足較高實(shí)驗(yàn)要求的測(cè)試，而提供的一種以半導(dǎo)體制冷片作為加熱/制冷器件，以空氣循環(huán)流動(dòng)作為均溫措施，溫度穩(wěn)定度達(dá)到土 0.01°c的空氣浴恒溫裝置。
[0004]本實(shí)用新型的目的是采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0005]一種空氣浴恒溫裝置，包括箱體、電源、溫度控制器、與溫度控制器連接的溫度傳感器以及與電源連接的加熱/冷卻組件，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是:箱體分為二層，上層為恒溫腔，下層為電器層，電源和溫度控制器設(shè)在箱體的下層；上層恒溫腔的內(nèi)壁設(shè)有隔熱層，恒溫腔內(nèi)還設(shè)有折流筒和溫度傳感器；所述的加熱/冷卻組件由半導(dǎo)體制冷片、散熱器和風(fēng)扇組成，加熱/冷卻組件嵌設(shè)在恒溫腔底面隔熱層的中央；半導(dǎo)體制冷片的兩面分別貼合設(shè)有第一散熱器和第二散熱器，第一、第二散熱器上分別設(shè)有第一風(fēng)扇和第二風(fēng)扇，第一散熱器和第一風(fēng)扇位于恒溫腔內(nèi)，第二散熱器和第二風(fēng)扇位于恒溫腔外；第二散熱器還與排風(fēng)管連接，排風(fēng)管通到箱體外，第二風(fēng)扇還與導(dǎo)流管連接，導(dǎo)流管口對(duì)應(yīng)的箱體底部設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)。
[0006]所述隔熱層由I 一 10 cm厚的低導(dǎo)熱系數(shù)材料制成，隔熱層將被恒溫物體部分包裹起來(lái)，減小外界環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)恒溫腔體溫度的影響。
[0007]所述半導(dǎo)體制冷片為現(xiàn)有技術(shù)，它是由若干對(duì)PN節(jié)構(gòu)成的熱電偶串聯(lián)而成，利用珀耳帖效應(yīng)實(shí)現(xiàn)加熱和制冷。
[0008]所述恒溫腔體底面的隔熱層上對(duì)稱等距設(shè)有支柱，支柱上設(shè)有隔板，被恒溫物體放置在隔板上。
[0009]所述折流筒由薄板制成，折流筒的各個(gè)面與隔熱層間距設(shè)置，供空氣流通；折流筒的底板懸空設(shè)在隔板下方并與支柱固定連接，折流筒的底板與隔板間距設(shè)置，供空氣流通；折流筒底板的中心設(shè)有供第一風(fēng)扇通風(fēng)的通孔。
[0010]所述的溫度傳感器為熱電偶或者熱敏電阻，其設(shè)置在恒溫腔內(nèi)空氣流通的通道中，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣的溫度。
[0011]所述的溫度控制器為具有PID溫度控制功能的控制器。
[0012]所述的電源為可將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電的開關(guān)電源模塊，為半導(dǎo)體制冷片，風(fēng)扇，溫度控制器供電。
[0013]所述箱體的上口設(shè)有箱蓋，箱蓋的內(nèi)壁設(shè)在隔熱層。
[0014]所述箱體的底部設(shè)有滾輪，箱體可移動(dòng)，使用更方便。箱體由金屬薄板制成，構(gòu)成裝置的框架，起到保護(hù)內(nèi)部隔熱層和支撐固定的作用。
[0015]所述的溫度傳感器、溫度控制器、加熱/制冷組件構(gòu)成溫度控制回路。
[0016]所述恒溫腔內(nèi)部的第一風(fēng)扇吹動(dòng)空氣流動(dòng)，空氣沿折流筒的外壁與隔熱層之間的間隙，折流筒的內(nèi)壁與被恒溫物體之間的間隙，再經(jīng)第一風(fēng)扇、第一散熱器、溫度傳感器不斷地循環(huán)流動(dòng)。
[0017]所述恒溫腔外部的第二散熱器與第二風(fēng)扇、導(dǎo)流管、排風(fēng)管構(gòu)成散熱通路。第二風(fēng)扇通過(guò)導(dǎo)流管吸入空氣，流過(guò)第二散熱器后從排風(fēng)管排出箱體外。
[0018]本實(shí)用新型采用空氣作為恒溫介質(zhì)，利用半導(dǎo)體制冷片作為加熱/制冷器件，利用空氣的循環(huán)流動(dòng)作為均溫手段，可實(shí)現(xiàn)較寬溫度范圍的恒溫，恒溫穩(wěn)定度達(dá)到±0.01°C。與常見的空氣浴恒溫箱相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、成本較低、且使用方便，控溫精度更高，可滿足低于室溫的溫度范圍，滿足較高實(shí)驗(yàn)要求測(cè)試的需求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為實(shí)施例的電氣連接示意圖。
[0021]圖中，1.箱蓋 2.箱體 2-1.恒溫腔 2-2.電器層 3.隔熱層 4.折流筒5.被恒溫物體6-1.第一風(fēng)扇6-2.第二風(fēng)扇7.溫度傳感器8-1.第一散熱器8-2.第二散熱器9.半導(dǎo)體制冷片10.排風(fēng)管11.溫度控制器12.滾輪13.導(dǎo)流管14.空氣過(guò)濾網(wǎng)15.電源16.隔板17.支柱。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步的闡述，但不是對(duì)本實(shí)用新型的限定。
實(shí)施例
[0023]參照?qǐng)D1-2，一種空氣浴恒溫裝置，包括箱體2、電源15、溫度控制器7、與溫度控制器7連接的溫度傳感器11以及與電源15連接的加熱/冷卻組件，箱體2分為二層，上層為恒溫腔2-1，下層為電器層2-2，電源15和溫度控制器7設(shè)在箱體下層2-2 ;恒溫腔2_1的內(nèi)壁設(shè)有隔熱層3，恒溫腔2-1內(nèi)還設(shè)有折流筒4和溫度傳感器7 ;所述的加熱/冷卻組件由半導(dǎo)體制冷片9、散熱器和風(fēng)扇組成，加熱/冷卻組件嵌設(shè)在恒溫腔2-1的底面隔熱層3的中央；半導(dǎo)體制冷片9的兩面分別貼合設(shè)有第一散熱器8-1和第二散熱器8-2,第一散熱器8-1、第二散熱器8-2上分別設(shè)有第一風(fēng)扇6-1和第二風(fēng)扇6-2,第一散熱器8_1和第一風(fēng)扇6-1位于恒溫腔2-1內(nèi)，第二散熱器8-2和第二風(fēng)扇6-2位于恒溫腔2_1外；第二散熱器8-2與排風(fēng)管10連接，排風(fēng)管10通到箱體2外，第二風(fēng)扇6-2與導(dǎo)流管13相連接，導(dǎo)流管13的開口對(duì)應(yīng)的箱體2的底部設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)14。
[0024]隔熱層3由I 一 10 cm厚的低導(dǎo)熱系數(shù)材料制成，隔熱層3將被恒溫物5體部分包裹起來(lái)，減小外界環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)恒溫腔體2-1溫度的影響。
[0025]半導(dǎo)體制冷片9為現(xiàn)有技術(shù)，它是由若干對(duì)PN節(jié)構(gòu)成的熱電偶串聯(lián)而成，利用珀耳帖效應(yīng)實(shí)現(xiàn)加熱和制冷。
[0026]恒溫腔2-1底面的隔熱層3上對(duì)稱等距設(shè)有支柱17，支柱17上設(shè)有隔板16，被恒溫物體5放置在隔板16上。
[0027]折流筒4由薄板制成，折流筒4的各個(gè)面與隔熱層3間距設(shè)置，供空氣流通；折流筒4的底板懸空設(shè)在隔板16下方并與支柱17固定連接，折流筒4的底板與隔板16間距設(shè)置，供空氣流通；折流筒4底板的中心設(shè)有供第一風(fēng)扇6-1通風(fēng)的通孔。
[0028]溫度傳感器7為熱電偶或者熱敏電阻，置于恒溫腔2-1內(nèi)空氣流通的通道中，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣的溫度。
[0029]溫度控制器11為具有PID溫度控制功能的控制器。
[0030]電源15為可將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電的開關(guān)電源模塊，為半導(dǎo)體制冷片9，風(fēng)扇，溫度控制器11供電。
[0031 ] 箱體2的上口設(shè)有箱蓋I，箱蓋I的內(nèi)壁設(shè)在隔熱層3。
[0032]箱體2的底部設(shè)有滾輪12。箱體2由金屬薄板制成，構(gòu)成裝置的框架，起到保護(hù)內(nèi)部隔熱層3和支撐固定裝置的作用。
[0033]溫度傳感器7、溫度控制器11、加熱/制冷組件構(gòu)成溫度控制反饋回路。
[0034]參照?qǐng)D2，溫度傳感器7與溫度控制器11連接，溫度控制器11與電源15連接，半導(dǎo)體制冷片9、第一風(fēng)扇6-1、第二風(fēng)扇6-2分別與電源15連接，。
[0035]本裝置的工作過(guò)程如下:
[0036]本裝置的隔熱層為恒溫腔提供熱屏障，減少環(huán)境溫度波動(dòng)對(duì)內(nèi)部溫度的干擾。恒溫腔由空氣作為恒溫介質(zhì)，起到傳熱的作用。第一風(fēng)扇加強(qiáng)了空氣的對(duì)流，使內(nèi)部溫度更快達(dá)到均勻。溫度傳感器測(cè)量?jī)?nèi)部流動(dòng)空氣的溫度，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，送給溫度控制器，溫度控制器經(jīng)過(guò)運(yùn)算，輸出加熱或冷卻的指令，半導(dǎo)體制冷片向著恒溫腔內(nèi)的一面會(huì)發(fā)熱或制冷，起到泵送熱量的作用，熱量通過(guò)第一散熱器和第一風(fēng)扇迅速傳給流動(dòng)的空氣，使恒溫腔的溫度升高或者降低，不斷循環(huán)控制，使恒溫腔的溫度在設(shè)定溫度值附近波動(dòng)，達(dá)到恒溫的目的。半導(dǎo)體制冷片向著恒溫腔外的一面吸收或釋放的熱量，通過(guò)第二散熱器和第二風(fēng)扇同環(huán)境的空氣進(jìn)行交換，該空氣流經(jīng)過(guò)空氣過(guò)濾網(wǎng)進(jìn)入，流過(guò)導(dǎo)流管、第二風(fēng)扇、第二散熱器、經(jīng)排風(fēng)管排出。
[0037]本例裝置的控制溫度范圍為0°C?90°C，當(dāng)溫度達(dá)到穩(wěn)定后，可將恒溫腔內(nèi)的溫度波動(dòng)控制在小于±0.01°C。
【權(quán)利要求】
1.一種空氣浴恒溫裝置，包括箱體、電源、溫度控制器、與溫度控制器連接的溫度傳感器以及與電源連接的加熱/冷卻組件，其特征在于: 箱體分為二層，上層為恒溫腔，下層為電器層，電源和溫度控制器設(shè)在箱體的下層； 上層恒溫腔的內(nèi)壁設(shè)有隔熱層，恒溫腔內(nèi)還設(shè)有折流筒和溫度傳感器； 所述的加熱/冷卻組件由半導(dǎo)體制冷片、散熱器和風(fēng)扇組成，加熱/冷卻組件嵌設(shè)在恒溫腔底面隔熱層的中央； 半導(dǎo)體制冷片的兩面分別貼合設(shè)有第一散熱器和第二散熱器，第一、第二散熱器上分別設(shè)有第一風(fēng)扇和第二風(fēng)扇，第一散熱器和第一風(fēng)扇位于恒溫腔內(nèi)，第二散熱器和第二風(fēng)扇位于恒溫腔外；第二散熱器還與排風(fēng)管連接，排風(fēng)管通到箱體外，第二風(fēng)扇還與導(dǎo)流管連接，導(dǎo)流管口對(duì)應(yīng)的箱體底部設(shè)有空氣過(guò)濾網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述恒溫腔體底面的隔熱層上對(duì)稱等距設(shè)有支柱，支柱上設(shè)有隔板，被恒溫物體放置在隔板上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述折流筒的各個(gè)面與隔熱層間距設(shè)置，折流筒的底板懸空設(shè)在隔板下方并與支柱固定連接，折流筒的底板與隔板間距設(shè)置；折流筒底板的中心設(shè)有供第一風(fēng)扇通風(fēng)的通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述的溫度傳感器為熱電偶或者熱敏電阻，其設(shè)置在恒溫腔內(nèi)空氣流通的通道中，實(shí)時(shí)測(cè)量空氣的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述的溫度控制器為具有PID溫度控制功能的控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述的電源為可將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電的開關(guān)電源模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述箱體的上口設(shè)有箱蓋，箱蓋的內(nèi)壁設(shè)在隔熱層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空氣浴恒溫裝置，其特征在于:所述箱體的底部設(shè)有滾輪。
【文檔編號(hào)】B01L7/02GK204170745SQ201420598665
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】董家新, 周曉娟, 陳靜, 劉義 申請(qǐng)人:廣西師范大學(xué)