磁热效应测量仪用控温装置及控温方法与流程

本发明涉及一种磁热效应测量仪，具体是，涉及一种磁热效应测量仪用控温装置及控温方法。

背景技术：

室温磁制冷是一种固态制冷技术，是有望取代传统的气体压缩式制冷技术的新型制冷技术。随着新材料新技术的发展，最近十几年，室温磁制冷技术开发受到各国普遍重视，并且取得长足进展。该项技术符合当今可持续发展的时代要求，被认为是一种有希望取代传统制冷技术的绿色制冷技术。

冷肼(coldtrap；condensatetrap)是在冷却的表面上以凝结方式捕集气体的肼。是置于真空容器和泵之间，用于吸附气体或捕集油蒸汽的装置。用物理或化学的方法来降低气体和蒸汽混合物中有害成分分压的装置叫肼(或捕集器)。冷肼处理是一种冷却装置，用来收集某一熔点范围内的物质。把一支u形管放在冷冻剂中，当气体通过u形管时，熔点高的物质变成液体，熔点低的物质通过u形管，起到分离的作用。

室温及中低温磁制冷机所用的制冷介质是固体材料，衡量材料磁热性能的参数为等温磁熵变和绝热温变，通常测量方法分为直接测量法和间接测量法，间接测量法通常耗时而且测量成本较高，直接测量法快速方便，测量成本低。专利名称：永磁式磁热效应直接测量仪器(专利号200520008166.4)产品的应用充分说明这一点。为了提高测量精度，通常要求样品的环境温度恒定或处于缓慢升温/降温状态下测量，需要对样品环境温度进行控制和调节。

根据磁热效应原理，磁热材料在变化的磁场作用下，会产生升温或降温的现象。采用固定式磁场系统的磁热效应测量仪，由样品进出磁场产生磁场变化，因此需要样品移动进出磁场。样品杆前端有样品室，其内放置样品。样品随样品杆移动进出磁场，样品上粘贴的温度传感器采集温度变化信号。测量时需要采集不同温度点下的磁热效应，因此需要在不同温度点下反复进出磁场，测量样品时往往由于导热管内温度不均匀会引起测量误差。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种磁热效应测量仪用控温装置及控温方法，能够实现导热管内温度调控，提高磁热效应测量测量的测量精度。

技术方案如下：

一种用于磁热效应测量仪的导热管控温装置，包括导热管，导热管固定有加热部件和冷阱，冷阱的制冷和加热部件的制热均通过导热管传递，冷阱通过导线连接冷阱功率调节器，加热部件通过导线连接加热部件功率调节器。

进一步，加热部件功率调节器、冷阱功率调节器分别通过信号线连接上位机。

进一步，上位机发出控制指令，控制加热部件功率调节器和冷阱功率调节器调节输出功率以实现温控。

一种磁热效应测量仪用控温装置的控温方法，包括：

样品随样品杆在导热管内移动，当测定样品温度要求样品环境温度恒定或在缓慢升温/降温过程中进行时，上位机发出控制指令给加热部件功率调节器或者冷阱功率调节器；

加热部件功率调节器调节输出功率，加热部件改变加热温度，或者，冷阱功率调节器调节输出功率，冷阱改变制冷温度；加热部件的制热或者冷阱的制冷传导到导热管上，在导热管内形成均匀的温度环境。

优选的，当需要冷阱制冷温度恒定时，通过调节加热部件功率调节器输出给加热部件的输出功率实现控温。

优选的，当需要加热部件的制热温度恒定时，调节冷阱功率调节器输出给冷阱的输出功率实现控温。

优选的，当需要冷阱和加热部件共同调节实现控温时，加热部件功率调节器调节给加热部件的输出功率，同时，调节冷阱功率调节器输出给冷阱的输出功率，冷阱改变制冷温度，加热部件改变制热温度。

本发明技术效果包括：

本发明能够实现导热管内温度调控，实现恒温和缓慢升温/降温的测量要求，提高磁热效应测量测量的测量精度。本发明制冷由冷阱实现，制热由加热部件实现，通过调节冷阱、加热部件各自的功率调节器输出适当功率，能够实现导热管内温度调控。本发明可以组合出三种控温方式，实现调控温目的，当需要缓慢升温/降温或恒温测量时，可以选择三种控温方式之一通过调节功率调节器的输出功率来调控加热部件和/或冷阱的输出功率实现。

附图说明

图1是本发明中用于磁热效应测量仪的导热管控温装置的结构示意图；

图2是本发明中用于磁热效应测量仪的导热管控温装置的剖面结构示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

材料磁热效应测量通常要求样品在恒定温度或缓慢升温/降温过程中进行，以减少环境温度变化引起测量误差增大的影响。本发明中，用于磁热效应测量仪的导热管控温装置的制冷采用冷阱实现，加热采用加热部件实现。冷阱和加热部件分别接入各自的功率调节器上，可以分别调控各自的输出功率，实现调温和控温的目的。

如图1所示，是本发明中用于磁热效应测量仪的导热管控温装置的结构示意图；如图2所示，是本发明中用于磁热效应测量仪的导热管控温装置的剖面结构示意图。

用于磁热效应测量仪的导热管控温装置，包括：导热管1、加热部件2、冷阱3、加热部件功率调节器4、冷阱功率调节器5。加热部件2和冷阱3分别紧贴导热管1固定，冷阱3通过导线连接冷阱功率调节器5，加热部件2通过导线连接加热部件功率调节器4，冷阱3制冷和加热部件2制热均通过导热管1传递，导热管1内形成基本均匀的温度环境。加热部件功率调节器4、冷阱功率调节器5分别通过信号线连接上位机(电脑)。

本发明装置是磁热效应测量仪的组成部分，是实现样品环境温度调温和控温的部件。导热管1一端固定在加热部件2和冷阱3上，另一端插入磁场中。加热部件2、冷阱3与导热管1紧密贴合固定，其制热和制冷可以立即传导到导热管上，在导热管1内形成基本均匀的温度环境。测量样品时，样品随样品杆在导热管1内移动。为了使样品环境温度可调可控，由上位机(电脑)发出控制指令，控制功率调节器(加热部件功率调节器4、冷阱功率调节器5)的输出功率实现温控。

为了提高测量精度，有时要求样品环境温度恒定或在缓慢升温/降温过程中进行，通过以下三种方式之一来调节功率，实现调整温度的目的。

有三种组合的控温方式：

第一种，冷阱3输出功率固定，通过调节加热部件功率调节器4输出给加热部件2的输出功率实现控温；

第二种，加热部件2的输出功率固定，调节冷阱功率调节器5输出给冷阱3的输出功率实现控温；

第三种，冷阱3和加热部件2共同调节实现控温。

通过调节加热部件功率调节器4输出给加热部件2的输出功率，同时，调节冷阱功率调节器5输出给冷阱3的输出功率，冷阱3和加热部件2互相配合，实现控温。

磁热效应测量仪用控温装置的控温方法，具体包括以下步骤：

步骤1：样品随样品杆在导热管1内移动，冷阱制冷和加热部件2制热均通过导热管1传递；当测定样品温度要求样品环境温度恒定或在缓慢升温/降温过程中进行时，上位机发出控制指令给加热部件功率调节器4或者冷阱功率调节器5；

步骤2：加热部件功率调节器4调节输出功率，加热部件2改变加热温度，或者，冷阱功率调节器5调节输出功率，冷阱3改变制冷温度；制热或者制冷传导到导热管1上，在导热管1内形成均匀的温度环境。

当需要冷阱3制冷温度恒定时，通过调节加热部件功率调节器4输出给加热部件2的输出功率实现控温。当需要加热部件2的制热温度恒定时，调节冷阱功率调节器5输出给冷阱3的输出功率实现控温。当需要冷阱和加热部件共同调节实现控温时，加热部件功率调节器4调节给加热部件2的输出功率，同时，调节冷阱功率调节器5输出给冷阱3的输出功率，冷阱3改变制冷温度，加热部件2改变制热温度。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。