专利名称:大口径高稳定零点仪的制作方法
本实用新型是一种稳定热电偶冷端处于0℃温度的零点仪，目前国内已有几个厂家(有的仿国外产品)生产这种零点仪，由于采用小井孔(直径6mm～10mm)共有4个至10个，粗直径的廉金属偶插不进去，使用不方便，其自动控制系统的敏感元件太小，以致0℃的稳定性不高。国内厂家计有沈阳市计量测试仪器实验厂、昆明云南仪表厂，苏州国营长风机械总厂，和天津致冷器件厂等，参见“机电产品目录”，“产品说明书”、“机电新产品导报”等。
本实用新型的目的在于制造一种大口径高稳定度零点仪，能在0℃控温精度范围内昼夜24小时连续稳定工作；此外井内能插入各种直径的热电偶，使用方便。
用此零点仪的一个冷井纵剖面的示意图，说明冷井的结构如附图1中的1是一个直径15mm～80mm的铜圆筒作为内井筒1，上接一段不锈钢圈3，内充以变压器油10，又制作一个见方的金属筒，作为外井筒2，1套入2内，上口互相封闭，造成一个夹层5，上面有进水口23，外井筒2的一面开有一个大圆孔，焊上一片圆形波纹元件6，元件中心固定一个胶木支杆7，在元件外围的冷井2上，固定一个支架9，装高灵敏微动开关8，整个井外有厚达2cm以上的聚氨脂泡沫塑料的保温层16，(波纹元件有两种，一种是波纹膜片，另一种是波纹管)。
由半导体致冷器件11，通过致冷电流后，给外冷井致冷，夹层5中的水受冷降温到0℃结为冰，同时体积膨胀，压凸波纹元件6，由传动杆7顶动微动开关8，由自控装置19(自控稳定装置的能源输入，使用220
交流市电，如附图5的24)使致冷件11断电，停止致冷，这时外井筒开始回热，夹层5中的冰缓缓熔化成水，体积收缩波纹元件6缩回，传动杆7也缩回，8被释放，致冷件11又开始致冷，见附图5，原理工作示意图，图中20为阻容延时稳定元件。
冷井共有两块致冷器件与相对两面冷井壁紧贴(中夹绝缘薄膜14、和硅脂15)用一专用卡子17卡住，见附图2的示意图，一面能使致冷件传冷快，一面又保障脆弱的致冷件的晶体电偶对，的安全，以促使长时间连续工作的稳定。
利用水受冷结成冰的过程中，水放出的熔解热，温度恒定在0℃，当冰又受热化成水的过程中，又吸收熔解热，温度又恒定在0℃，两项工作连续反复不停，就构成连续提供恒定的0℃温度。此传冷给内井筒1，使其中的变压器油10的0℃温度更为恒定(因油的比热很大，为0.5，它的热容量惰性更一步的调节恒温一致)。
因为夹层5中的水的容积大，所产生的胀缩力作用到小波纹元件上，产生凸凹运动的距离是很大的，推动微动开关8极为灵敏，所产生的控制通断信号作用到自控稳定装置19中，反应极快，(远非其它零点仪用小波纹膜合所产生的凸凹距离可比)，为了避免在冰与水转化过程中，发生临界的高速振荡，在自控稳定装置19中，有一个阻容反馈元件20，使工作稳定。
半导体致冷器件11通电后，一端产冷使井筒的温度下降，另一端产热，此热量由减热器12传走，减热器如一旦发生故障，热量即集聚起来，使致冷件的温度升高，当高到限额温度时，附装在减热器12上的双金属片13即受热弯曲，使电接点闭合，作用到自控稳定装置上，使致冷件停电停止致冷同时使装在机内的电子蜂鸣器21报警，保护了仪器的过热安全。(致冷件的减热器有两种，见附图3的示意图，一种是由有流通冷却水的水箱担任(图3～1)，另一种是由大面积的散热片把热量散到空气中来担任(图3～2)。
为了改善内井油中垂直温场的均匀性，在内井铜筒上部加接一段导热率很低的不锈钢圈3，又在该钢圈上部加接一段塑料井口4使井中上部的较高油温不能顺着铜井壁下传，这就降低室温对恒温的影响。
按照此种原理制作一个50mm口径的冷井，尺寸如附图4(保温层未绘出)示意图图中注明内井尺寸，外井尺寸，和它们的相互之间的尺寸，外井上波纹膜片(一种波纹元件)的位置，因为内外井夹层5内长期充满冰和水的混合物，温度恒为0℃，使50mm口径的内井中充满4／5的变压器油，也长期保持0℃，恒温精度能达到±0.002℃。
在叉入5组φ0.5mm铜一康铜热电偶时(作负载试验)长期温升在0.1℃不变。
此零点仪的恒温精度高，负载能力强；0℃井槽的口径大(15mm～80mm)能插入各种不同直径的热电偶，使用方便；致冷器件的减热器发生故障不能减热时，有报警自动停电的保护装置，当故障排除后，立即恢复正常工作。因整体结构工作简单实用，故价格便宜，适于推广应用。
权利要求
1.一种使热电偶冷端保持恒温为0℃的零点仪，其恒温办法是把热电偶冷端用恒温为0℃的变压器油浸润包围着；其特征是含有一个大口径内井(1)，外井(2)，外井两侧有半导体致冷器件(11)致冷，由一个专用卡(17)固定，致冷件上有减热器(12)，外井上有波纹元件(6)，波纹元件上有一个传动杆(7)用以触动高灵敏微动开关(8)，微动开关由一个装在外井上的一个固定支架(9)加以固定，微动开关的电线连到自控稳定装置(19)来控制致冷的时间使内外二井中间夹层(5)中的水长期成为冰水混合物，使内井1中的变压器油，(10)保持0℃的恒温。
2.根据权利要求
1的零点仪，其特征是内冷井口上部装有一个不锈钢井口(3)。
3.根据权利要求
2的零点仪，其特征是内冷井口上部的不锈钢口上，装有一个塑料井口(4)。
4.根据权利要求
1的零点仪，其特征是有一双金属片热敏元件(13)装于致冷件减热器(12)上。
5.根据权利要求
1零点仪，其特征是减热器通过水箱(12～1)用流水减热。
6.根据权利要求
1的零点仪，其特征是减热器通过散热片(12～2)风冷。
7.根据权利要求
1的零点仪，其特征是全部冷井外面有聚铵脂泡沫塑料保温层(16)。
8.根据权利要求
1的零点仪，其特征是自控稳定装置(19)中有阻容延时稳定元件(20)。
9.根据权利要求
1的零点仪，其特征是自控稳定装置(19)中有电子蜂鸣器(21)。
专利摘要
大口径高稳定零点仪是一种稳定“测温热电偶”冷端处于0℃的零点仪，它是利用一个大口径(井口直径从15mm到80mm)的内冷井和外冷井的构造，作为保持恒温自控稳定装置中的控温敏感元件，其内外冷井的间隙中，有大体积的冰与水相互转化工作，连续不停，能在整个工作期间，自动保持0℃恒温；在这样大的内井口中，注入变压器油，可以插入从直径0.3mm到5.0mm的各种热电偶，使用极为方便。
文档编号G01K7/12GK85200055SQ85200055
公开日1986年1月29日 申请日期1985年4月1日
发明者田润畴, 宋廷琥 申请人:天津市南开区五金电器修配加工厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan