1.本实用新型涉及的是低温的恒温控制系统领域，具体涉及一种有效的气冷低温恒温控制系统。
背景技术：
2.制冷技术是研究获得低温的方式及其机理和应用的科学技术，根据温度分布的不同，以120k为分界线划分为普冷低温领域和深冷低温领域两大部分。从300k～120k为普冷低温区，也是本发明低温技术的使用区域。低温环境下，物质的结构形态、物理性质、化学行为与常温时的状况发生明显变化，因此其在凝聚态物理、材料科学、化学化工、环境科学、电子元器件制造等学科中有极其广泛的应用。尤其在科研学术领域，低温条件下的样品的制备、性质探测比常温时更容易，使得更有利于样品各个方面性质信息的研究。国内外的制冷技术虽然已经比较成熟，但是一般又结构复杂，比如机械制冷。在实验室环境中，大的震动和噪音是很不利的。而本实用新型的这套低温恒温系统不仅结构简单，无震动与噪音，而且采用的是气冷方式，使得制冷时可以对被冷器部件无机械接触，这就彻底消除了制冷设备对被冷单元空间位置变换时的约束，极大的拓展了边界条件。在此基础上本实用新型采用智能化控制方法，使得在普冷区任意设定温度值，温度控制精度可达
±
0.2℃，且自动化实现。
技术实现要素：
3.针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种有效的气冷低温恒温控制系统，便于快速构建和操作的、适用于普冷区的低温恒温控制系统。
4.为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种有效的气冷低温恒温控制系统，包括储气装置、冷气装置和传感器及自动pid控制设备，储气装置与冷气装置相连，冷气装置与传感器及自动pid控制设备相连；所述的储气装置包括储气瓶、主阀门和减压器，储气瓶顶部设置有主阀门，主阀门与减压器相连。
5.作为优选，所述的主阀门为金属球阀。
6.作为优选，所述的减压器出口与相同口径的塑料管路通过epc快速接头相连接，塑料管路另一端通过快拧接头与截止阀门相连，截止阀门末端设置有电动阀门，电动阀门另一端与螺线型金属管路相连。
7.作为优选，所述的冷气装置采用杜瓦桶h，螺线型金属管路底端固定在杜瓦桶h中，杜瓦桶h内部充满低温液体。
8.作为优选，所述的传感器及自动pid控制设备包括传感器k和温度控制仪，传感器设置在绝缘上盒和绝缘下盒组成的绝缘盒内，绝缘盒内还设置有被冷器件，被冷器件对着螺线型金属管路吹出的冷气，传感器与温度控制仪相连。
9.本实用新型主要由储气装置、冷气装置部分和传感器及自动pid控制设备两部分构成。其中储气装置为装有十几兆帕高纯气体的钢瓶。钢瓶顶部是用金属球阀作为主阀门，
与球阀外相连接的是一个标准减压器，配合主阀控制减压器出口压力。一般使用时减压器出口压力在 0.15-0.3mpa之间。减压器出口与相同口径的塑料管路通过epc快速接头相连接。塑料管路另一端使用快拧接头与截止阀门相连。截止阀可以进一步精确控制气流量，进而控制冷却功率。在截止阀门末端是电控阀门，动作频率可以达到2-3次/秒，此阀门是整个温度控制的主要执行机构。在阀门另一端是螺线管型金属管路，此金属管路固定在冷却液桶中。冷却液桶为杜瓦桶，保温极佳。桶内冷却液根据需要可自行调节容量。由金属管路排出的气体可以吹向被冷器件，在器件合适位置安装温度传感器，所采用的温度传感器有体积小，测量滞后小、机械性能好、耐振，抗冲击、表面平滑与器件接触无空隙、便于安装、使用寿命长等诸多优点。由传感器回馈的信号被温度控制单元采集，经过pid运算，输出执行信号给继电器，进而控制电动阀门动作，从而调整气流量已达到冷却器件、控制温度的目的。
10.本实用新型具有以下有益效果：本实用新型由于采用了智能控制体系，可以方便调节温度，温控精度达到
±
0.1℃，且温度波动频率低于 0.05℃/s，且在一定范围内冷却功率可根据实际需要自行调整。另外系统使用气体冷却方式，无震动机械部件，十分安静，特别适用于实验室环境。
附图说明
11.下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
12.图1为本实用新型的整体结构示意图；
13.图2为本实用新型的储气装置、冷气装置部分装配示意图；
14.图3为本实用新型的传感器及自动pid控制设备装配示意图；
15.图4为本实用新型的系统电路控制图。
具体实施方式
16.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
17.参照图1-4，本具体实施方式采用以下技术方案：一种有效的气冷低温恒温控制系统，包括储气装置1、冷气装置2和传感器及自动pid控制设备3，储气装置1与冷气装置2相连，冷气装置2与传感器及自动pid 控制设备3相连；所述的储气装置1包括储气瓶a、主阀门b和减压器c，储气瓶a顶部设置有主阀门b，主阀门b与减压器c相连。
18.所述的主阀门b为金属球阀。
19.所述的减压器c出口与相同口径的塑料管路d通过epc快速接头相连接，塑料管路另一端通过快拧接头与截止阀门e相连，截止阀门e末端设置有电动阀门f，电动阀门f另一端与螺线型金属管路g相连。
20.所述的冷气装置2采用杜瓦桶h，螺线型金属管路g底端固定在杜瓦桶h中，杜瓦桶h内部充满低温液体。
21.所述的传感器及自动pid控制设备3包括传感器k和温度控制仪l，传感器k设置在绝缘上盒j1和绝缘下盒j2组成的绝缘盒内，绝缘盒内还设置有被冷器件i，被冷器件i对着螺线型金属管路g吹出的冷气，传感器k与温度控制仪l相连，
22.实施例1：本实施例主要由管路和便于使用的气瓶、圆桶组成。无任何大的机械运
动部分，无常规制冷机压缩机系统，构建简单、实用性高。如附图1所示，储气瓶a储存的十几兆帕的高纯气体进过主阀门b、减压器c以固定出口压力(0.15～0.3mpa)向外供气，首先经过有适当硬度的塑料管路d，在截止阀门e的精细调控下，进一步控制气流量。这一步的调节要根据pid温度控制仪l的pv值大小及波动情况确定，保证即可以达到目标温度，又有足够小的控制精度与波动频率。经过e调控的气流被电动阀门f阻止，当f接受到pid温度控制仪l的继电器控制的电流流过时开启，此时气体继续流向下游的螺线型金属管路g。g是封装在杜瓦桶h内的。h内部充满低温液体，可以冷却流进内部金属管的气体。这样从g出气口出来的气体便是低温气体，吹向被冷器件i。如图3所示是温度信号探测与控制部分，温度信号由传感器k探测并反馈给温度控制仪l，l自动化整定pid参数，控制执行机构电动阀门f的开关动作，以不连续的方式给被冷器件i供气。这样器件i温度便得到指定的调控。本实施例的器件i是0.2kg的金属块，封装在绝热盒j1、j2中，内部有直径为10mm的孔。根据q＝cmδt，环境温度20℃，目标温度－30℃，则q值等于3850j。冷却功率在6w～60w之间可调。
23.表1是应用此系统对器件i进行不同目标温度的冷却控制研究，取得了预期的实验目标，说明此装置对于进行低温恒温控制实验是可行的。
24.表1
[0025][0026]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。