一种新型小型化高低温温循测试装置的制作方法

本实用新型涉及通讯器件以及光收发模块高低温测试领域，特别涉及一种新型小型化高低温温循测试装置。

背景技术：

针对通信器件，尤其是光收发模块TOSA/ROSA/LD/PD等组件，必须在高低温条件下进行测试和筛选，目前通用的方式是采用氮气制冷或者采用压缩机制冷的高低温测试箱来完成，上述2种方案存在问题是：其一，体积大，占地空间提高了光器件及模块生产成本；其二，需要铺设氮气管道以及压缩气体管道，对一些没有铺设管道货不具备氮气资源的实验室或车间而言，难度较大；其三，氮气制冷成本普遍较高，通常光器件厂家年均氮气消耗达百万元，而通过压缩气体的热流仪的单机达数十万；其四，噪声大，生产车间的操作技术人员会造成一定的伤害；其五，温变速率低，高低温测试箱由于体积大，温变速率普遍较低，需要10分钟以上才能达到设定温度，而光通信组件通常需要3温：-40度，25度，75度测试，降低了生产测试效率；其六，不支持多个光器件独立温度测试。

技术实现要素：

为了解决上述问题的一个多个，本实用新型提供了一种新型小型化高低温温循测试装置。

根据本实用新型的一个方面，该高低温温循测试装置包括敞口结构的箱体，箱体上可拆卸连接箱盖，箱盖上固定有若干个TEC温变部，

TEC温变部包括导热夹具以及第一级TEC，第一级TEC电连接第一电源，导热夹具的下表面直接接触第一级TEC上层，导热夹具上表面和被测光组件或光器件进行接触实现第一级TEC和被测器件之间的温度传递，

第一级循环散热部包括第一散热块、第一循环泵以及第一级制冷液箱，第一散热块上表面贴合第一级TEC底层，第一散热块内部能够流通第一级制冷液，第一散热块进口通过进管道连通第一循环泵，第一循环泵另一端直联第一级制冷液箱，第一级制冷液箱出口通过排管连通第一散热块，

排管上接触若干个第二级TEC，第二级TEC对排管内的第一级制冷液降温，第二级TEC电连接第二电源，

第二级循环散热部包括第二散热块、第二循环泵、第二级制冷液箱以及强力排风扇，第二散热块内部流通第二级制冷液，第二散热块接触第二级TEC的另一端，第二散热块一端口连通第二循环泵一端，第二循环泵另一端直联第二级制冷液箱，第二级制冷液箱连通强力排风扇，强力排风扇连通第二散热块的另一端，强力排风扇对第二级制冷液降温。

半导体致冷器TEC(Thermo Electric Cooler)，TEC加热与致冷原理：重掺杂的N型和P型的碲化铋主要用作TEC的半导体材料，碲化铋元件采用电串联，并且是并行发热。TEC包括一些P型和N型对(组)，它们通过电极连在一起，并且夹在两个陶瓷电极之间；当有电流从TEC流过时，电流产生的热量会从TEC的一侧传到另一侧，在TEC上产生″热″侧和″冷″侧。

该高低温温循测试装置采用了制冷液散热的方式，通过第一级循环散热部对TEC进行散热；同时为了进一步提升其制冷和制热效率，增加了第二级循环散热部，使得本系统温控范围扩大到-40度—120度范围，同时温变速率获得极大的提升，常规光组件/光器件3温(-40度，+25度，75 度)循环在2分钟内能够完成，测试效率大大提高，完全满足光器件测试的需求；其次，体积小，成本低，不需要氮气管道以及压缩气体管道，适用范围广，测试成本低；再次，噪音低，减少了噪音对测试人员的健康危害；最后，适应同时完成多个光组件/光器件的温巡测试。

优选的，第一级TEC为3级型宝塔结构。其有益效果是：单个TEC本身的制冷或者制热能力也非常有限，3级宝塔形TEC的温控(制冷和制热) 能力以及重复使用寿命大大获得提高，实际测试数据显示其支持30000次温度循环不会发生显著性能劣化。

进一步的，导热夹具为铜板。其有益效果是：铜板传热速率快，传热效率高，热损少。

进一步的，第二级TEC为10组，第二散热块为两块，每个第二散热块对应5组第二级TEC，两个第二散热块内部端口通过管道相互串联，一个第二散热块的另一端连通强力排风扇，另一个第二散热块的另一端连通第二循环泵一端。其有益效果是：使用多级TEC级联的方式，能够获得较大的制冷或加热量，使得单个第二级循环散热部同时为多个第一级TEC进行散热，同时完成多个光组件/光器件的温巡测试。

进一步的，TEC温变部还包括敞口结构的TEC盒，TEC盒上可拆卸连接有TEC盖，TEC盒内部从下至上依次固定有第一散热块、第一级TEC以及导热夹具。

进一步的，TEC盒和TEC盖为透明玻璃材质。

进一步的，还包括控制模块，第一电源、第二电源、第一循环泵、第二循环泵以及强力排风扇均电连接控制模块，

进一步的，箱盖上还固定有TEC通道输出开关以及TEC控制面板，TEC 通道输出开关以及TEC控制面板电连接控制模块。

进一步的，导热夹具上还固定有温度传感器，温度传感器电连接控制模块，温度传感器反馈温度信息至控制模块。其有益效果是：温度传感器实现了高效温度控制。

进一步的，TEC温变部为5组，相邻第一散热块之间通过管道相互串联， TEC通道输出开关以及TEC控制面板为组，每组TEC通道输出开关以及TEC 控制面板控制一组TEC温变部。其有益效果是：同时每个第一级TEC采用独立控制驱动，从而实现每个第一级TEC温度独立控制,能够一次对多个零件部件进行独立测试。

进一步的，箱体和箱盖之间通过铰链连接。其有益效果是：铰链连接结构简单，方便开合。

进一步的，箱体上两侧还设有把手。其有益效果是：把手方便移动。

进一步的，箱体两侧还设有密布有散热孔。其有益效果是：散热孔增加箱体内的热量排除速度。

进一步的，箱体内还设有一个垂直设置的隔板，第一电源、第二电源以及强力排风扇固定在隔板上侧的箱体内，

第一循环泵、第一级制冷液箱、第二级TEC、第二散热块、第二循环泵以及第二级制冷液箱固定在隔板下侧的箱体内。其有益效果是:隔板能够分隔电控区以及制动液循环区，防止制动液外漏损坏电控区的零部件。

进一步的，箱体上侧内还设有机箱风扇。其有益效果是：机箱风扇对第一电源以及第二电源以及机箱内的热量进行排除，进一步提高了传热效率。

进一步的，第一级制冷液以及第二级制冷液为水，强力排风扇为强力排水风扇，第一循环泵以及第二循环泵为水泵。其有益效果是：水作为制冷液，制冷效果好，因此第一级循环散热部以及第二级循环散热部的散热能力越高,确保TEC正(靠近被测器件)反两面温差越大，则TEC的温控能力和效率就越高，测试速度越快。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的一种新型小型化高低温温循测试装置的三维示意图；

图2为图1所示一种新型小型化高低温温循测试装置去除箱盖的三维示意图；

图3为图1所示一种新型小型化高低温温循测试装置的局部三维示意图；

图4为图1所示TEC温变部的三维爆炸示意图；

图5为图4所示第一级TEC的三维示意图；

箱体1，把手11，散热孔12，隔板13，箱盖2，TEC温变部3，导热夹具31，第一级TEC32，第一电源321，TEC盒33，TEC盖34，第一级循环散热部4，第一散热块41，第一循环泵42，第一级制冷液箱43，第二级循环散热部5，第二散热块51，第二循环泵52，第二级制冷液箱53，强力排风扇54，第二级TEC6，第二电源61，控制模块7，TEC通道输出开关71， TEC控制面板72，温度传感器8，机箱风扇9。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1至图5示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的一种新型小型化高低温温循测试装置。如图所示，该装置包括敞口结构的箱体1，箱体1上可拆卸连接箱盖2，箱盖2上固定有若干个TEC温变部3，

TEC温变部3包括导热夹具31以及第一级TEC32，第一级TEC32电连接第一电源321，导热夹具31的下表面直接接触第一级TEC32上层，导热夹具31上表面和被测光组件或光器件进行接触实现第一级TEC32和被测器件之间的温度传递，

第一级循环散热部4包括第一散热块41、第一循环泵42以及第一级制冷液箱43，第一散热块41上表面贴合第一级TEC32底层，第一散热块41 内部能够流通第一级制冷液，第一散热块41进口通过进管道连通第一循环泵42，第一循环泵42另一端直联第一级制冷液箱43，第一级制冷液箱43 出口通过排管连通第一散热块41，

排管上接触若干个第二级TEC6，第二级TEC6对排管内的第一级制冷液降温，第二级TEC6电连接第二电源61，

第二级循环散热部5包括第二散热块51、第二循环泵52、第二级制冷液箱53以及强力排风扇54，第二散热块51内部流通第二级制冷液，第二散热块51接触第二级TEC6的另一端，第二散热块51一端口连通第二循环泵52一端，第二循环泵52另一端直联第二级制冷液箱53，第二级制冷液箱53连通强力排风扇54，强力排风扇54连通第二散热块51的另一端，强力排风扇54对第二级制冷液降温。

该高低温温循测试装置采用了制冷液散热的方式，通过第一级循环散热部4对TEC进行散热；同时为了进一步提升其制冷和制热效率，增加了第二级循环散热部5，使得本系统温控范围扩大到-40度—120度范围，同时温变速率获得极大的提升，常规光组件/光器件3温(-40度，+25度，75 度)循环在2分钟内能够完成，测试效率大大提高，完全满足光器件测试的需求；其次，体积小，成本低，不需要氮气管道以及压缩气体管道，适用范围广，测试成本低；再次，噪音低，减少了噪音对测试人员的健康危害；最后，适应同时完成多个光组件/光器件的温巡测试。

优选的，第一级TEC32为3级型宝塔结构。单个TEC本身的制冷或者制热能力也非常有限，3级宝塔形TEC的温控(制冷和制热)能力以及重复使用寿命大大获得提高，实际测试数据显示其支持30000次温度循环不会发生显著性能劣化。

优选的，导热夹具31为铜板。铜板传热速率快，传热效率高，热损少。

优选的，第二级TEC6为10组，第二散热块51为两块，每个第二散热块51对应5组第二级TEC6，两个第二散热块51内部端口通过管道相互串联，一个第二散热块51的另一端连通强力排风扇54，另一个第二散热块 51的另一端连通第二循环泵52一端。使用多级TEC级联的方式，能够获得较大的制冷或加热量，使得单个第二级循环散热部5同时为多个第一级TEC 进行散热，同时完成多个光组件/光器件的温巡测试。

优选的，TEC温变部3还包括敞口结构的TEC盒33，TEC盒33上可拆卸连接有TEC盖34，TEC盒33内部从下至上依次固定有第一散热块41、第一级TEC32以及导热夹具31。

优选的，TEC盒33和TEC盖34为透明玻璃材质。

优选的，第一散热块41内设有第一级制冷液流通的第一通道，第二散热块6内设有第二级制冷液流通的第二通道。

优选的，第二散热块6内还设有第一级制冷液流通的第三通道，第二通道和第三通道相互独立设置。

优选的，还包括控制模块7，第一电源321、第二电源61、第一循环泵42、第二循环泵52以及强力排风扇54均电连接控制模块7，

优选的，箱盖2上还固定有TEC通道输出开关71以及TEC控制面板72， TEC通道输出开关71以及TEC控制面板72电连接控制模块7。

优选的，导热夹具31上还固定有温度传感器8，温度传感器8电连接控制模块7，温度传感器8反馈温度信息至控制模块7。温度传感器8实现了高效温度控制。

优选的，TEC温变部3为5组，相邻第一散热块32之间通过管道相互串联，TEC通道输出开关71以及TEC控制面板72为5组，每组TEC通道输出开关71以及TEC控制面板72控制一组TEC温变部3。同时每个第一级 TEC32采用独立控制驱动，从而实现每个第一级TEC32温度独立控制,能够一次对多个零件部件进行独立测试。

优选的，箱体1和箱盖2之间通过铰链连接。铰链连接结构简单，方便开合。

优选的，箱体1上两侧还设有把手11。把手11方便移动。

优选的，箱体1两侧还设有密布有散热孔12。散热孔12增加箱体1 内的热量排除速度。

优选的，箱体1内还设有一个垂直设置的隔板13，第一电源321、第二电源61以及强力排风扇54固定在隔板13上侧的箱体1内，

第一循环泵42、第一级制冷液箱43、第二级TEC6、第二散热块51、第二循环泵52以及第二级制冷液箱53固定在隔板13下侧的箱体1内。隔板13能够分隔电控区以及制动液循环区，防止制动液外漏损坏电控零部件。

优选的，箱体1上侧内还设有机箱风扇9。机箱风扇9对第一电源321 以及第二电源61以及机箱1内的热量进行排除，进一步提高了传热效率。

优选的，第一级制冷液以及第二级制冷液为水，强力排风扇54为强力排水风扇，第一循环泵42以及第二循环泵52为水泵。水作为制冷液，制冷效果好，因此第一级循环散热部3以及第二级循环散热部5的散热能力越高,确保TEC正(靠近被测器件)反两面温差越大，则TEC的温控能力和效率就越高，测试速度越快。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。