[发明专利]一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置及方法

权利要求书

1.一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：包括测试样块、冷板、导热锁、制冷机二级冷头、制冷机一级冷头、隔热支架、转台、冷屏、真空泵、真空罐体、隔热支撑、精密控温仪，其中：

所述冷板设置于冷屏内，测试样块通过导热锁固定安装于冷板一端，冷板另一端设置有制冷机二级冷头，制冷机一级冷头穿过冷屏并与制冷机二级冷头连接安装，制冷机一级冷头、制冷机二级冷头用于在冷屏内制造低温环境，隔热支架一端设置于调整测试样块角度变化的转台上，另一端安装于冷板下方并对冷板及测试样块进行支撑，冷屏通过隔热支撑安装于真空罐体内，保证冷屏内真空度的真空泵安装于真空罐体外，用于为测试样块加热及闭环控温的精密控温仪通过穿罐电缆与测试样块相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

所述冷板、导热锁均采用紫铜材料以减小制冷机二级冷头与测试样块间的传热温差。

3.根据权利要求1所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

所述隔热支架采用聚酰亚胺材料，为薄壁筒状结构，设计有减轻孔以控制等效截面积小于指定值。

4.根据权利要求1所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

所述冷屏采用紫铜材料，外侧及内侧均包覆多层隔热组件以控制等效发射率于指定范围内。

5.根据权利要求1所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

所述精密控温仪对测试样板、冷板、制冷机二级冷头、制冷机一级冷头、转台组成的控温回路进行精密控温，精密控温仪设置有电加热器，采用高精度功率电阻进行通电加热，采用RIG222C型功率电阻器，两侧设计有安装通孔，通过螺钉安装于精密控温仪的安装面上，并涂覆导热硅脂，采用铜结构封装。

6.根据权利要求1所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

所述导热锁为铜丝编制结构，两段设置有安装法兰，铜丝与安装法兰均采用无氧铜，并经过焊接成型，导热锁用于控制制冷机二级冷头与测试样块之间的传热温差于指定范围内，并配合测试样块适应转台任意角度转动。

7.根据权利要求6所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温装置，其特征在于：

还包括温度传感器，通过机械连接安装于冷板上，优选采用四线制PT1000型铂电阻，温度与阻值之间的换算通过分段公式拟合，采用铜结构封装，为圆柱形结构，通过螺钉安装于精密控温仪的安装面上，涂覆导热硅脂。

8.一种根据权利要求1所述的精密控温装置，实现用于低温折射率测试的大温区精密控温方法，其特征在于包括：

将测试样块放置于冷板上的指定位置处；

通过真空泵进行真空罐体的抽真空处理；

通过制冷机二级冷头、制冷机一级冷头于冷屏内制造低温环境；

当测试样块的温度降低至预设值，根据测试任务预设的温度要求通过精密控温仪进行加热，加热过程中控制转台带动测试样块转动，对测试样块的折射率进行实时监测，实现对测试样块的控温测试。

9.根据权利要求8所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温方法，其特征在于：

所述测试样块通过精密控温仪的电加热器进行加热，电加热器采用RIG222C型功率电阻器，测试样板、冷板、制冷机二级冷头、制冷机一级冷头、转台组成的控温回路通过电加热器进行精密控温，RIG222C型功率电阻器两侧设计有安装通孔，通过螺钉安装于精密控温仪的安装面上，并涂覆导热硅脂，采用铜结构封装。

10.根据权利要求8所述的一种用于低温折射率测试的大温区精密控温方法，其特征在于：

通过制冷机二级冷头、制冷机一级冷头于冷屏内制造低温环境的降温过程中，从293K连续降至40K的时间不超过4h；

通过精密控温仪进行加热的升温过程中，在40K-300K范围内，由任意温度点开始，升温40K并稳定的时间不超过30min；

升降温速率不大于4K/min。