一种空气浴恒温装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种空气浴恒温装置，包括箱体，其上层为恒温腔，下层为电器层；恒温腔的内壁设有隔热层，其内还设有折流筒和温度传感器；装置还包括由半导体制冷片、散热器和风扇组成的加热/冷却组件，其嵌设在恒温腔底面隔热层的中央；半导体制冷片的两面分别贴合设有第一散热器和第二散热器，第一、第二散热器上分别设有第一风扇和第二风扇，第一散热器和第一风扇位于恒温腔内，第二散热器和第二风扇位于恒温腔外；第二散热器还与排风管连接，排风管通到箱体外，第二风扇还与导流管连接，导流管口对应的箱体底部设有空气过滤网。本装置结构简单、成本较低、且使用方便，控温精度更高，可满足低于室温的温度范围，满足较高实验要求测试的需求。
【专利说明】一种空气浴恒温装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及需要使用空气作为恒温介质精确控制环境温度的应用领域，比如仪器仪表电路恒温，材料理化性能测试，电子元器件性能的测试，具体是一种空气浴恒温装置。
【背景技术】
[0002]温度是一个重要的物理参数，也是影响被研究系统的重要因素。因此，在精确测量研究对象的各种理化性质或者参数时，需要对被测对象进行恒温。常用的做法是将被研究的对象置于恒温槽中。恒温槽是提供恒温环境的装置，根据恒温介质的不同，恒温槽可分为空气浴、水浴、油浴、熔盐浴、固体恒温器等。最常用的液体浴(水浴、油浴、熔盐浴)恒温装置具有热容大，传热快，恒温性能好的特点。但液体浴也有缺点，比如要求被测试对象完全密封，蒸汽影响等等。固体恒温器以较大热容的金属块作为恒温介质，一般只适合对较小体积的对象进行恒温，体积太大，传热时间较长，温度梯度偏大，则恒温性能较差。空气浴恒温槽适合于对恒温精度要求不是特别高，体积比较大的场合。但常见的空气浴恒温装置，比如恒温箱，控温效果较差，温度稳定度只能达到± I°c，而且只能工作在高于室温的温度范围内。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是针对现有空气浴恒温箱控温效果较差，只能工作在高于室温的温度范围内，不能满足较高实验要求的测试，而提供的一种以半导体制冷片作为加热/制冷器件，以空气循环流动作为均温措施，温度稳定度达到土 0.01°c的空气浴恒温装置。
[0004]本实用新型的目的是采用如下技术方案来实现的:
[0005]一种空气浴恒温装置，包括箱体、电源、温度控制器、与温度控制器连接的温度传感器以及与电源连接的加热/冷却组件，与现有技术不同的是:箱体分为二层，上层为恒温腔，下层为电器层，电源和温度控制器设在箱体的下层；上层恒温腔的内壁设有隔热层，恒温腔内还设有折流筒和温度传感器；所述的加热/冷却组件由半导体制冷片、散热器和风扇组成，加热/冷却组件嵌设在恒温腔底面隔热层的中央；半导体制冷片的两面分别贴合设有第一散热器和第二散热器，第一、第二散热器上分别设有第一风扇和第二风扇，第一散热器和第一风扇位于恒温腔内，第二散热器和第二风扇位于恒温腔外；第二散热器还与排风管连接，排风管通到箱体外，第二风扇还与导流管连接，导流管口对应的箱体底部设有空气过滤网。
[0006]所述隔热层由I 一 10 cm厚的低导热系数材料制成，隔热层将被恒温物体部分包裹起来，减小外界环境温度波动对恒温腔体温度的影响。
[0007]所述半导体制冷片为现有技术，它是由若干对PN节构成的热电偶串联而成，利用珀耳帖效应实现加热和制冷。
[0008]所述恒温腔体底面的隔热层上对称等距设有支柱，支柱上设有隔板，被恒温物体放置在隔板上。
[0009]所述折流筒由薄板制成，折流筒的各个面与隔热层间距设置，供空气流通；折流筒的底板悬空设在隔板下方并与支柱固定连接，折流筒的底板与隔板间距设置，供空气流通；折流筒底板的中心设有供第一风扇通风的通孔。
[0010]所述的温度传感器为热电偶或者热敏电阻，其设置在恒温腔内空气流通的通道中，实时测量空气的温度。
[0011]所述的温度控制器为具有PID温度控制功能的控制器。
[0012]所述的电源为可将交流市电转换为直流电的开关电源模块，为半导体制冷片，风扇，温度控制器供电。
[0013]所述箱体的上口设有箱盖，箱盖的内壁设在隔热层。
[0014]所述箱体的底部设有滚轮，箱体可移动，使用更方便。箱体由金属薄板制成，构成装置的框架，起到保护内部隔热层和支撑固定的作用。
[0015]所述的温度传感器、温度控制器、加热/制冷组件构成温度控制回路。
[0016]所述恒温腔内部的第一风扇吹动空气流动，空气沿折流筒的外壁与隔热层之间的间隙，折流筒的内壁与被恒温物体之间的间隙，再经第一风扇、第一散热器、温度传感器不断地循环流动。
[0017]所述恒温腔外部的第二散热器与第二风扇、导流管、排风管构成散热通路。第二风扇通过导流管吸入空气，流过第二散热器后从排风管排出箱体外。
[0018]本实用新型采用空气作为恒温介质，利用半导体制冷片作为加热/制冷器件，利用空气的循环流动作为均温手段，可实现较宽温度范围的恒温，恒温稳定度达到±0.01°C。与常见的空气浴恒温箱相比，本实用新型结构简单、紧凑、成本较低、且使用方便，控温精度更高，可满足低于室温的温度范围，满足较高实验要求测试的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为实施例的结构示意图；
[0020]图2为实施例的电气连接示意图。
[0021]图中，1.箱盖 2.箱体 2-1.恒温腔 2-2.电器层 3.隔热层 4.折流筒5.被恒温物体6-1.第一风扇6-2.第二风扇7.温度传感器8-1.第一散热器8-2.第二散热器9.半导体制冷片10.排风管11.温度控制器12.滚轮13.导流管14.空气过滤网15.电源16.隔板17.支柱。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的阐述，但不是对本实用新型的限定。
实施例
[0023]参照图1-2，一种空气浴恒温装置，包括箱体2、电源15、温度控制器7、与温度控制器7连接的温度传感器11以及与电源15连接的加热/冷却组件，箱体2分为二层，上层为恒温腔2-1，下层为电器层2-2，电源15和温度控制器7设在箱体下层2-2 ;恒温腔2_1的内壁设有隔热层3，恒温腔2-1内还设有折流筒4和温度传感器7 ;所述的加热/冷却组件由半导体制冷片9、散热器和风扇组成，加热/冷却组件嵌设在恒温腔2-1的底面隔热层3的中央；半导体制冷片9的两面分别贴合设有第一散热器8-1和第二散热器8-2,第一散热器8-1、第二散热器8-2上分别设有第一风扇6-1和第二风扇6-2,第一散热器8_1和第一风扇6-1位于恒温腔2-1内，第二散热器8-2和第二风扇6-2位于恒温腔2_1外；第二散热器8-2与排风管10连接，排风管10通到箱体2外，第二风扇6-2与导流管13相连接，导流管13的开口对应的箱体2的底部设有空气过滤网14。
[0024]隔热层3由I 一 10 cm厚的低导热系数材料制成，隔热层3将被恒温物5体部分包裹起来，减小外界环境温度波动对恒温腔体2-1温度的影响。
[0025]半导体制冷片9为现有技术，它是由若干对PN节构成的热电偶串联而成，利用珀耳帖效应实现加热和制冷。
[0026]恒温腔2-1底面的隔热层3上对称等距设有支柱17，支柱17上设有隔板16，被恒温物体5放置在隔板16上。
[0027]折流筒4由薄板制成，折流筒4的各个面与隔热层3间距设置，供空气流通；折流筒4的底板悬空设在隔板16下方并与支柱17固定连接，折流筒4的底板与隔板16间距设置，供空气流通；折流筒4底板的中心设有供第一风扇6-1通风的通孔。
[0028]温度传感器7为热电偶或者热敏电阻，置于恒温腔2-1内空气流通的通道中，实时测量空气的温度。
[0029]温度控制器11为具有PID温度控制功能的控制器。
[0030]电源15为可将交流市电转换为直流电的开关电源模块，为半导体制冷片9，风扇，温度控制器11供电。
[0031 ] 箱体2的上口设有箱盖I，箱盖I的内壁设在隔热层3。
[0032]箱体2的底部设有滚轮12。箱体2由金属薄板制成，构成装置的框架，起到保护内部隔热层3和支撑固定装置的作用。
[0033]温度传感器7、温度控制器11、加热/制冷组件构成温度控制反馈回路。
[0034]参照图2，温度传感器7与温度控制器11连接，温度控制器11与电源15连接，半导体制冷片9、第一风扇6-1、第二风扇6-2分别与电源15连接，。
[0035]本装置的工作过程如下:
[0036]本装置的隔热层为恒温腔提供热屏障，减少环境温度波动对内部温度的干扰。恒温腔由空气作为恒温介质，起到传热的作用。第一风扇加强了空气的对流，使内部温度更快达到均匀。温度传感器测量内部流动空气的温度，将其转换成电信号，送给温度控制器，温度控制器经过运算，输出加热或冷却的指令，半导体制冷片向着恒温腔内的一面会发热或制冷，起到泵送热量的作用，热量通过第一散热器和第一风扇迅速传给流动的空气，使恒温腔的温度升高或者降低，不断循环控制，使恒温腔的温度在设定温度值附近波动，达到恒温的目的。半导体制冷片向着恒温腔外的一面吸收或释放的热量，通过第二散热器和第二风扇同环境的空气进行交换，该空气流经过空气过滤网进入，流过导流管、第二风扇、第二散热器、经排风管排出。
[0037]本例装置的控制温度范围为0°C?90°C，当温度达到稳定后，可将恒温腔内的温度波动控制在小于±0.01°C。
【权利要求】
1.一种空气浴恒温装置，包括箱体、电源、温度控制器、与温度控制器连接的温度传感器以及与电源连接的加热/冷却组件，其特征在于: 箱体分为二层，上层为恒温腔，下层为电器层，电源和温度控制器设在箱体的下层； 上层恒温腔的内壁设有隔热层，恒温腔内还设有折流筒和温度传感器； 所述的加热/冷却组件由半导体制冷片、散热器和风扇组成，加热/冷却组件嵌设在恒温腔底面隔热层的中央； 半导体制冷片的两面分别贴合设有第一散热器和第二散热器，第一、第二散热器上分别设有第一风扇和第二风扇，第一散热器和第一风扇位于恒温腔内，第二散热器和第二风扇位于恒温腔外；第二散热器还与排风管连接，排风管通到箱体外，第二风扇还与导流管连接，导流管口对应的箱体底部设有空气过滤网。
2.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述恒温腔体底面的隔热层上对称等距设有支柱，支柱上设有隔板，被恒温物体放置在隔板上。
3.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述折流筒的各个面与隔热层间距设置，折流筒的底板悬空设在隔板下方并与支柱固定连接，折流筒的底板与隔板间距设置；折流筒底板的中心设有供第一风扇通风的通孔。
4.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述的温度传感器为热电偶或者热敏电阻，其设置在恒温腔内空气流通的通道中，实时测量空气的温度。
5.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述的温度控制器为具有PID温度控制功能的控制器。
6.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述的电源为可将交流市电转换为直流电的开关电源模块。
7.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述箱体的上口设有箱盖，箱盖的内壁设在隔热层。
8.根据权利要求1所述的空气浴恒温装置，其特征在于:所述箱体的底部设有滚轮。
【文档编号】B01L7/02GK204170745SQ201420598665
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月16日 优先权日:2014年10月16日
【发明者】董家新, 周晓娟, 陈静, 刘义 申请人:广西师范大学