[实用新型]低温恒温池实验平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及低温工程温度调节与控制领域，具体为低温恒温池实验平台。

背景技术

目前，在低温工程的温度调节与控制领域，对于外形为圆盘状，直径尺寸小于400mm的金属固体的温度调节与控制技术基本成熟。这是因为小直径的圆盘状金属结构形式简单，便于热（或冷）量的传递；圆盘状的外形表面便于加热块的布置以及与冷源制冷机的表面进行连接固定；而且固体的导热系数较大，故而控制的响应时间相应较短。但是，在低温工程实践中，我们常常还会遇到需要对长度大于1000mm的长圆筒体内的气体进行温度调节与控制的问题。相对于小直径的规则固体而言，现有技术对长圆筒体内气体温度调节与控制问题的解决却没有很好的方案。主要原因在于以下几点：一、长圆筒体的外表面为弧形面，与冷源制冷机平面间的连接不易实现，需设计转接结构才能实现两者间的有效紧密连接；二、长圆筒体与制冷机间的转接结构使两者之间不再是简单的一维热传导，导热热阻增加较多，而且导热面积在各结构件上也不再相等，增加了热传导的影响因素；三、相对于单一的纯固体传导，冷量由制冷机传递到长圆筒体内的气态空间还需要综合考虑固体与气体间的热传导、热对流及气体与气体间的热传导因素，热传导方式不再单一，复杂很多；四、在控制的响应时间方面，除长圆筒体长度大于1000mm使热传导路径变长增加响应时间外，气体的导热系数远远小于固体的导热系数也使控制的响应时间大大增加。对于以上技术瓶颈，现有的技术方案显然无法解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一套低温恒温池实验平台，以解决现有技术中无法解决的对长度大于1000mm的长圆筒状气态空间进行温度调节与控制的问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

低温恒温池实验平台，其特征在于：包括有制冷机、真空杜瓦组件、热桥、加热块、恒温池组件；所述真空杜瓦组件包括有真空杜瓦筒体，真空杜瓦筒体的两端侧壁的中部安装有真空杜瓦石英玻璃光窗，真空杜瓦筒体的底部设有真空杜瓦支撑底座，真空杜瓦筒体的前、后侧壁上分别设有实验平台进气组件、实验平台出气组件；所述恒温池组件包括有恒温池长圆筒体，恒温池长圆筒体的两端侧壁的中部安装有恒温池石英玻璃光窗，恒温池长圆筒体上套装有数组恒温池抱箍，每组恒温池抱箍的两个恒温池抱箍上端面之间通过恒温池抱箍连接板连接，各个恒温池抱箍连接板上端面上分别设有恒温池垫片；所述制冷机安装在真空杜瓦组件的真空杜瓦筒体上，真空杜瓦筒体与制冷机安装法兰相连，制冷机冷头位于真空杜瓦筒体内部，且制冷机冷头的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合；所述真空杜瓦筒体内位于制冷机冷头下方设有热桥、加热块、恒温池组件，但不与它们相接触；所述制冷机冷头与恒温池组件之间通过热桥连接，热桥为两块对称布置的弯折板，热桥的一端连接制冷机冷头，另一端连接恒温池垫片；所述热桥表面对称布置有数个加热块；所述恒温池组件处于热桥正下方，且恒温池长圆筒体与真空杜瓦筒体同轴，恒温池长圆筒体的右视方向中心面与真空杜瓦筒体的右视方向中心面重合。

所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述热桥与制冷机冷头间、热桥与加热块间、热桥与恒温池垫片间的所有接触面均填充铟片，并通过黄铜螺栓紧固连接。

所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述热桥、恒温池长圆筒体、恒温池抱箍、恒温池抱箍连接板、恒温池垫片均为紫铜加工而成。

所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述恒温池长圆筒体长度范围为1000mm~1500mm。

所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述加热块、恒温池抱箍、恒温池垫片的位置均可独立地自由移动，便于对低温恒温池实验平台的热传导路径进行调节。

所述的低温恒温池实验平台，其特征在于：所述恒温池长圆筒体内部气态空间压力始终低于一个标准大气压，且气态空间在77K~200K范围内的整体温度均匀性，通过调节热传导路径及调节加热功率的输出可以控制在1K以内。

本实用新型的有益效果在于：

第一、本实用新型解决了低温工程中关于长度大于1000mm的长圆筒体内压力低于一个标准大气压气体的温度调节与控制问题，而且能够将此气态空间的温度均匀性控制在1K以内；

第二、本实用新型结构上实现了长圆筒体弧形表面与冷源表面间的有效紧密连接，为冷量由冷源高效的传递到长圆筒体内部的气态空间创造了有利的条件；