专利名称：加速温度循环试验台的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种加速温度循环试验台，属于制造冷热循环环境装置。
背景技术：
多种产品需要在不同的温度环境下工作，因此在该产品出厂前，需要测试其在不同温度环境下的一些性能参数，从而对产品质量达标进行检测这里的不同温度环境形成是由温度循环试验台来完成的。现有的温度循环试验台，多为封闭式的箱体，主要靠空气传递热量，具有体积大，控温精度低，噪声大，升降温速度慢，工作时间长，而且无法实时监控试件的失效的过程等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加速温度循环试验台，该试验台具有冷热温度循环快，测试准确和可控性好的特点。
本发明是通过下述技术方案加以实现的，包括制冷热件、放置制冷热件上的试件、温度控制系统、显微镜头、图象转换系统和图象显示器构成的加速温度循环试验台，其特征在于，制冷热件为半导体片，冷热片并联方式连接，最上面的半导体片为加热面，最下面的半导体片为冷却面，并在冷却面下设置冷却水系统。
本发明的优点在于，该试验台具有温度循环快，测试一个(-40℃～+95℃～-40℃)高低温循环周期，可在四十分钟内完成；控温精度达±0.5℃，还可以通过电子显微镜监测试件的界面的缺陷的实时变化。过程无污染和噪音，应用性广。
图1为本发明结构框图。
图2为本发明实施例在高低温循环周期(-40℃～+95℃～-40℃)测试条件下的温度循环曲线。
具体实施例方式
半导体制冷、制热元件是建立在帕尔帖效应的原理上，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象。放热或吸热以电流方向不同而改变，放热或吸热量的大小则由电流大小来决定。当一块N型半导体和一块P型半导体结成电偶时，只要在这个电偶回路中接上一直流电源，电偶上就会流过电流，发生能量转移，于是在节点处发生放热和吸热现象。这个现象之所以发生并且很显著，是由于N型和P型半导体构成电偶时，外电场会使N型半导体中的电子和P型半导体中的空穴一起运动。如果外电场迫使的电子-空穴都向接点处运动时，则在接点处会发生复合，电子、空穴复合前的运动和势能就变成了接头处晶格上的热振动能量，于是接头处就有大量能释放出来，表现为放热；反之，如果外电场迫使电子、空穴都离开接头形成电子一空穴时，其能量来自晶格的热能，表现为制冷。半导体PN结上的热量有单向流动的特性，用多个PN结制成的半导体元件具有一个面制冷而对应的另一面制热功能，而且当电流方向改变后它的冷热面也随之改变方向。根据这个原理制成的半导体加速高低温循环试验设备。虽然半导体制冷片有冷热循环的功能，但它还不能达到高低温循环的试验要求，把几个制冷片热的并联方式连接起来，用一个制冷片的热面与另一个制冷片的冷面连接，使之能相互提供冷热源。最上面的温度达到使用的要求，而最下面的冷热温度的调整要靠冷却水系统来实现。再设计一条电路同时控制几个制冷片的电流方向变化，就能实现高、低温循环的目的。
按照本发明的技术要求，在接通电源之前，首先把冷却水系统打开，保证冷却时水的流量在0.5立方米/小时。接通电源后，通过温度控制系统中的PLC智能仪表调节升、降温曲线和每个阶段的停留时间，它又共有4个温度斜率控制。工作台上用热电偶检测实际的工作温度，对系统的升、降温度进行调整和标定。当温度循环曲线达到实验要求后，把试件平放在工作台上，并用夹具把它固定好，工作平面可以是封闭的也可以是与环境相通的，封闭时它就和箱式温度循环设备一样。但试件和工作面是直接接触的，这种传热的速度比普通箱式温度循环设备中靠空气传热的速度快很多。实验时采用热电偶测得试件的表面温度，在高温95℃时试件的外面的温度比设备的工作台的温度仅滞后一分钟，这就大大的提高试验速度。又因为温度升、降速度快，更增加了对试件的热冲击性，真正达到加速试验的目的。确定要观察试件的部位，调整显微镜的放大倍数和焦距，启动计算机图像采集和处理系统，在计算机上可以观察被观测部位的每个时刻的变化，同时可以录像和照相，这样就可以实现被测试件在重要部位随不同温度条件和不同的循环次数时的微观变化的观察。
图2是采用本发明对一个试件进行高低温循环试验，获得的温度循环曲线图。，它的一个高低温循环周期(-40℃～+95℃～-40℃)可在四十分钟内完成，这是其它箱式高低温循环设备达不到的。通过电子显微镜观察试件在每一个循环周期内不同温度和不同循环周期试件微观形态的变化，也可以监测试件的界面的缺陷的实时变化。此系统可以配各种型号的显微镜。并通过摄像系统和计算机图像采集系统，对图像进行储存及处理。
权利要求
1.一种加速温度循环试验台，该试验台包括制冷热件、放置制冷热件上的试件、温度控制系统、显微镜头、图象转换系统和图象显示器构成，其特征在于制冷热件为半导体片，冷热片并联方式连接，最上面的半导体片为加热面，最下面的半导体片为冷却面，并在冷却面下设置冷却水系统。
全文摘要
本发明公开了一种加速温度循环试验台，属于制造冷热循环环境装置。该试验台包括制冷热件、放置制冷热件上的试件、温度控制系统、显微镜头、图象转换系统和图象显示器构成，其特征在于，制冷热件为半导体片，冷热片并联方式连接，最上面的半导体片为加热面，最下面的半导体片为冷却面，并在冷却面下设置冷却水系统。本发明的优点在于，该试验台具有温度循环快，控温精度达±0.5℃，还可以通过电子显微镜监测试件的界面的缺陷的实时变化。过程无污染和噪音，应用性广。
文档编号G01N25/00GK1588014SQ20041007223
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月28日 优先权日2004年9月28日
发明者陈旭, 张军 申请人:天津大学