一种用于器件老化测试用的独立加热温控装置的制作方法

本发明涉及器件老化测试技术,尤其涉及一种适用于射频器件老化测试的温控装置。

背景技术：

对器件老化情况进行测试,是一项保证产品、设备安全可靠的重要工作。目前,国内对器件老化情况测试的装置，多采用“温控高温箱装置”进行测试：将被测器件放进温控高温箱装置内进行测试，该温控高温箱装置，主要有：内箱（材质为304不锈钢板折弯成型），外箱（材质为喷塑的冷轧钢板折弯成型），内箱与外箱之间有保温材质（超细超玻璃保温棉），安装在不锈钢腔体夹层中的电热式加热器（内嵌式加热元件），送风循环系统（采用专用风机使箱体内空气强制循环），控制系统（精确的微电脑pid控制器、pt100测温传感器），安全保护装置（独立的超温保护和线路设置短路保护）。该温控高温箱装置存在的不足之处是:一是,因温控高温箱装置结构复杂，体积大，加热电能需要ac220v或ac380v交流电，能耗功率很大；考虑到老化测试时，既费时，又耗能，只好将多个器件集中一起,一次性进行测试，即便单个器件急需进行老化测试时，也往往不予测试；另一方面，由于该温控高温箱装置内的体积空间大,密封性差,当对多个器件一起进行老化测试时，需要通过管道向装置内充进大量氮气；再有，该温控高温箱装置的测试温度，要求满足温控精度达到≤±1℃，因此，为保证温控精度，只能加热到300℃以下,但有些特殊器件的老化测试环境温度要求在300℃甚至更高,该测试设置对此则无能为力。

技术实现要素：

为解决现有器件老化测试装置存在的不足，本发明的目的：在于提供一种全新的器件老化测试的温控装置,该装置体积小，适合对单个器件老化测试的需求；可在保证温控精度≤±1℃的情况下，达到300℃或更高的温度环境；可独立填充氮气。

本发明采用的技术方案是：

该器件老化测试用的独立加热温控装置，由密封盒和密封盒内的独立加热系统组成。

所述密封盒,由上部开口的盒式壳体2和盒式壳体上方的翻盖1构成,翻盖的开启或关闭,控制密封盒的开放和密封。盒式壳体2顶部设计有凹槽，凹槽内安装有密封圈20；翻盖1对应密封圈20的位置设有凸台，该翻盖凸台与密封圈贴合在一起，通过前后的碟形螺母5压紧翻盖1，从而确保密封盒的密封性。

盒式壳体2后部，设有氮气接口10，用于向装置内部充进氮气。

盒式壳体2内的左右两侧，分别安装有sma射频连接母座8和螺纹式穿心电容9，用于将密封壳内2内部的引线连接到外部。

所述独立加热系统,主要包括:隔热模块14、发热单元15、类瓷加热单元16、散热器17、pt100温度传感器18、温控仪表pid22、匹配电路板13、sma射频连接母座8、螺纹式穿心电容9。

隔热模块14，是一个带有矩形凹槽，中间有矩形孔的有一定厚度的零件，它位于壳体2内的凹槽处。隔热模块14内安装有发热单元15；发热单元15内部安装类瓷加热单元16；类瓷加热单元16顶面紧贴着发热单元15底部平面,类瓷加热单元16底面上安装有散热器17；散热器17固定在发热单元15底面,将类瓷加热单元16压紧，确保发热单元15.类瓷加热单元16.散热器17之间接触面的紧密贴合；

电源用于加热类瓷加热单元16；类瓷加热单元16的热量，传导给发热单元15，继而将盒式壳体2的内部温度提升。发热单元15顶面上安装pt100温度传感器18，用于采集发热单元15的加热温度；pt100温度传感器18与温控仪表pid22连接，pt100温度传感器18实时采集的温度,通过温控仪表pid22智能温控,确保密封盒内部的加热温度和温控精度。密封盒内部的发热单元15的顶面上,安装有器件匹配电路板13；匹配电路板13的外接连线，通过盒式壳体2左右两侧安装的sma射频连接母座8与螺纹式穿心电容9固定连接。

本发明之器件老化测试的加热温控装置，使用时，将被测器件放置在壳体2内匹配电路13中间的矩形孔内，此矩形孔是根据器件外形设计的器件限位放置孔；器件放置好后翻盖1闭合，与盒式壳体2结合在一起，然后将蝶形螺杆4卡入到翻盖1的豁口内，通过蝶形螺杆4上的蝶形螺母5将翻盖1压紧。之后，设定pid温控仪表22的测试加热温度，随之通电，开始对盒式壳体2内部加热；当盒式壳体2内部加热至预定温度时，pid温控仪表22通过pt100温度传感器18反馈回来的温度数值，自动恒温，确保壳体2内温度保持在所预定的温度，温度的上下偏差控制在正负1℃，并根据被测器件的老化时间要求，盒式壳体2内长时间保持在预定温度内，直至测试完成。

本发明的有益效果：

本发明之加热温控装置，具有体积小——体积是传统温控高温箱装置的十几分之一；在保证控温精度≤±1℃的前题下，加热的环境温度可达300摄氏度或更高，且可独立控温，独立填充氮气，且功耗低、氮气能耗小；电源为直流供电dc48v。该装置既可对单个器件进行独立老化测试，也可可实现一块pid温控表对多个装置独立温控。该独立加热温控装置，结构简单，控制精准，只需设定好预加热温度值后，其余均由温控仪表22内部自带的pid温控算法，自动控制温度。

下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。

附图说明

图1本发明实施例之温控装置的立体(顶面及前左侧)外观示意图

图2本实施例之温控装置的立体(顶面及后左侧)外观示意图

图3本实施例之温控装置开启翻盖后的立体结构示意图

图4本实施例之温控装置的独立加热系统结构示意图

图5本实施例之温控装置的电路温控系统示意图

图中：1.翻盖；2.盒式壳体；3.翻盖销轴；4.碟形螺杆；5.碟形螺母；6.碟形螺杆销轴；7.隔热底板；8.sma射频连接母座；9.螺纹式穿心电容；10.氮气接口；11.翻盖拉手；12.硅胶密封圈；13.匹配电路板；14.隔热模块；15.发热单元；16.类瓷加热单元；17.散热器；18.pt100温度传感器；19.散热器密封垫圈；20.隔热底板密封垫圈；21.加热电源；22.pid温控仪表；23.固态继电器。

具体实施方式

实施例1一种用于器件老化测试的可独立加热温控装置

图1、图2显示了为本实施例温控装置的立体图,图1为前左上方的视图,图2为后左上方的视图。

图中,翻盖1是该装置的顶盖；翻盖销轴3将翻盖1活动连接在盒式壳体2的上部,通过翻盖拉手11将翻盖1从盒式壳体2的上方开口处拉开或关闭；碟形螺母5用于将翻盖1锁紧。盒式壳体及翻盖采用6061铝合金材质。

盒式壳体2上安装有碟形螺杆4，其卡接在翻盖1上的豁口处时，通过碟形螺母5将翻盖1压紧，从而确保翻盖1与盒式壳体2间的密封。

盒式壳体2内的左右两侧分别安装有sma射频连接母座8和螺纹式穿心电容9，用于将密封壳内2内部的引线连接到外部。盒式壳体2后部有氮气接口10，用于安装氮气接头，可对盒式壳体2内部填充氮气。

所述翻盖1,其内侧平面中部有凸台结构；盒式壳体2顶面中部有凹槽结构，凹槽内安装有硅胶密封圈12（如图3所示）。翻盖1上的凸台结构与盒式壳体2上的凹槽结构相互啮合。

盒式壳体2左右两侧安装的sma射频连接母座8与螺纹式穿心电容9固定连接，采用高温焊锡连接在一起。

蝶形螺杆销轴6用于联接碟形螺杆4，它安装在壳体2前侧面的孔洞处，通过穿过壳体2前侧面孔和蝶形螺杆4的孔将蝶形螺杆4与壳体2联接在一起，并且蝶形螺杆4可依蝶形螺杆销轴6为轴心，进行一定角度的旋转，从而使蝶形螺杆4可以卡接在翻盖1的豁口处，便于操作。散热器17通过壳体2底部的矩形孔槽与内部的发热单元15底部相联接，用于将发热单元15底部凹槽内的类瓷加热单元16压紧。隔热底板17安装在壳体2的底部平面上，通过螺丝联接将隔热底板17与壳体2联接在一起，因隔热底板17的材料为石材，热传导性差，因此可有效的阻止壳体2所产生的热量，起到隔热效果。

图3显示了本实施例温控装置开盖后的立体结构

图3中,匹配电路13安装于壳体2内部发热单元15的顶面上，采用螺丝与发热单元15固定在一起，匹配电路系对被测器件提供测试电源的电路板。硅胶密封圈12安装与壳体2顶面的矩形凹槽内，用于翻盖1与壳体2之间的密封，确保当翻盖1与壳体2结合时，通过蝶形螺杆4上的蝶形螺母5锁紧后，壳体2内部形成有效的密闭空间，增加填充氮气时的的气密性。

图4显示了本实施例温控装置的结构

图4中,盒式壳体2内安装有隔热模块14，隔热模块14可将热源与盒式壳体2隔离，从而使热源的温度不会快速导热到盒式壳体2表面上，使壳体内部能够快速加热到较高温度。隔热模块14采用合成石材质。

隔热模块14顶面之凹槽处，安装有发热单元15。发热单元15顶面凹槽处安装有pt100温度传感器18；发热单元15底面凹槽处安装有类瓷加热单元16。散热器17通过螺丝固定在发热单元15的底面上，将类瓷加热单元16压紧，确保发热单元15、类瓷加热单元16、散热器17三个零件的接触面紧密地贴合在一起，可保证其间良好的导热性。

发热单元15采用铜材质。

为保证加热性能，在盒式壳体2的底面上安装有隔热底板7，隔热底板7安装时，内部平面上安装有散热器密封垫圈19和隔热底板密封垫圈20，从而确保壳体内部的密封性能。

图5显示了本实施例之温控装置的电路温控系统

该电路之温控系统,主要有类瓷加热单元16、pt100温度传感器18、加热电源21、pid温控仪表22、固态继电器23。

类瓷加热单元16由150w加热电源供电，电压48v，功率130w；匹配电路板13采用耐高温的类瓷电路板。

加热电源21给类瓷加热单元16提供电源；类瓷加热单元16发热产生热源。由于类瓷加热单元16与发热单元15及散热器17接触表面紧密的贴合在一起，再加上发热单元15材质为铜——具有良好的导热性能，因此能够将类瓷加热单元16产生的热源快速的导热到发热单元15表面上。鉴于发热单元15安装在盒式壳体2内部，壳体内部为一密封环境，因此发热单元15所产生的热量集聚在壳体内部，从而使壳体内部快速升温，达到所设定的温度。发热单元15顶面上安装有pt100温度传感器18，可实时的采集发热单元15的温度，并将温度反馈给pid温控仪表22。由于温控仪表22提前设定好了预订的加热温度，接受到pt100温度传感器18的实时采集反馈后，通过pid温控算法，实现了自动控制加热的温度精度。当温度接近设定温度预设值时，温控仪表22控制与其连接的固态继电器23，固态继电器23另一端与加热电源21相连接，从而控制类瓷加热单元16的通断——以一种脉冲式的加热方式控制着类瓷加热单元16，最终到达所预设的温度值，从而保证温控的精度。