一种用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱的制作方法

本实用新型属于温控箱的技术领域，具体涉及一种用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱。

背景技术：

随着科学技术的发展，人们对于各种材料的性能的要求，已经不能再仅仅满足于传统材料。人们在传统材料的基础上，根据现代科技的研究成果，开发出新型的具有特殊功能的材料。新型材料的产业已经渗透到了国防建设，航空航天，医学，以及微电子等等高新技术领域中。形状记忆高分子作为一种特殊的新材料，即在特定的条件下能够被赋形，在受到特定的刺激后又会回复原来的形状。在实际的应用中，他的功能广泛而又简单，可应用于很多的工业生产中。

形状记忆高分子的形状记忆过程分为高温加载、降温赋形、低温卸载固形以及升温回复四个步骤。高聚物的自由体积与温度有关，在玻璃化转变温度附近，自由体积和粘度会发生较大的变化。赋形时，材料被加热至橡胶态，粘度减小，应力松弛时间短。变形后降温，材料粘度变大，蠕变回复时间长。回复时间远大于观测时间，短时间内变形几乎不能回复，形状得到固定。加热后材料粘度再次变小，快速回复至原有形状。在整个的形状记忆过程中，变形与环境刺激映射出力与温度这两个物理量，即在形状记忆效应中存在力的变化，又存在温度的变化，力和温度之间是有相互影响的。

为了满足在MTS-acumen试验机上进行的形状记忆高分子热力耦合实验，虽然现已存在很多的温度控制系统，但在实验中发现，现有的温控箱组成结构繁琐笨重，体型庞大，没有模块化，在MTS-acumen试验机上进行实验时非常的繁琐，拆卸困难，极其浪费科研实验时间。不透明，不好观察实验进行的过程，对于像需要拍摄处理实验的装置比如DIC处理时无法获取可视化的通道。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱，以解决或改善上述的问题。

为达到上述目的，本实用新型采取的技术方案是：

一种用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱，其包括温控箱箱体、PTC加热箱和电气箱；

温控箱箱体开口设置，其顶部设置内顶板和外顶板；温控箱箱体左侧板和右侧板上均安装至少一根红外加热管；温控箱箱体的左侧板和右侧板的底部均开设通风进气口；温控箱箱体后板顶部安装至少两个散热风扇；温控箱箱体内安装至少一个温度传感器；

PTC加热箱包括加热箱箱体，加热箱箱体安装于温控箱箱后板上，且PTC加热箱通过加热风扇安装口与温控箱箱体内部连通；

电气箱包括电气箱箱体，电气箱箱体设置电气箱翻盖；电气箱箱体内置arduino控制板，arduino控制板通过USB数据线与外部计算机连接；arduino控制板分别与散热风扇、红外加热管、温度传感器和PTC加热箱电气连接。

优选地，加热箱箱体上开设有加热风扇安装口，加热风扇安装口安装与arduino控制板电气连接的加热风扇。

优选地，温度传感器为MCP9808温度传感器。

优选地，温控箱箱体的材质为PMMA板。

优选地，红外加热管为36V碳纤维红外线直流加热管。

优选地，散热风扇为12V散热风扇。

优选地，电气箱箱体侧壁开设有电气走线孔。

本实用新型提供的用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱，具有以下

有益效果：

本实用基于模块化设计，体积小巧，质量轻便，方便安装和拆换更替，实现了功能的独立化，使性能更加稳定，有效提高了装置的可靠性；且能够实时监控箱体内部温度变化，并根据温度的实时反馈，实时控制温控箱箱体内的温度，以达到最佳的实验所需温度。

附图说明

图1为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱的结构图。

图2为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱多角度视图。

图3为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱中温控箱箱体多视图结构图。

图4为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱加热箱箱体多视角结构图。

图5为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱电气箱箱体多视角结构图。

图6为用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱红外加热管多视角结构图。

其中，1、温控箱箱体；2、PTC加热箱；3、电气箱；4、红外加热管；11、后板；12、右侧板；13、左侧板；14、外顶板；15、内顶板；16、底板；17、红外加热管固定插槽；18、通风进气口；19、散热风扇安装口；110、散热风扇安装螺丝孔；21、加热箱箱体；22、加热风扇安装口；23、PTC散热片；24、PRC；25、PTC耐热安装底座；26、PTC耐热安装挡板；31、电气箱箱体；32、电气箱翻盖；33、电气箱走线孔；41、红外加热管外壳；42、安装孔；43、走线槽；44、红外加热管。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。

根据本申请的一个实施例，参考图1和图2，本方案的用于MTS-acumen的专属模块化温度控制箱，包括温控箱箱体1、PTC加热箱2和电气箱3。

其中，温控箱箱体1作为实验的发生地，可实现升温过程、降温过程和恒温过程；PTC加热箱2用于对温控箱箱体进行加热；电气箱3用于实现对温控箱箱体1和PTC加热箱2内的电气元件的电气控制。

以下对上述三个箱体进行详细描述

其中，参考图3，温控箱箱体1材质选用PMMA板，PMMA板为透明材质，方便实时观测实验的进展情况，以及用于某些摄像拍摄的实验研究。

温控箱箱体1开口设置，开口处在进行实验时，需要用盖子或其它遮挡物进行遮挡，在安装试样和操作的时候可以打开，实验的时候进行关闭。盖子可以为一块PMMA板，通过铰链固定于温控箱箱体顶部，此处对盖子或遮挡物不做限制，故不再赘述。

温控箱箱体1顶部设置内顶板15和外顶板14；温控箱箱体1的左侧板13和右侧板12上均安装至少一根红外加热管44；红外加热管44为36V碳纤维红外线直流加热管，用于对温控箱箱体1内部进行加热。

参考图6，红外加热管44固定于红外加热管外壳41上，红外加热管外壳41上开设有用于安装红外加热管的安装孔42和用于红外加热管电气连接的走线槽43。

温控箱箱体1的左侧板13和右侧板12的底部均开设通风进气口18，温控箱箱体1后板11顶部安装至少两个散热风扇，散热风扇为12V散热风扇。

温控箱箱体1内安装至少一个温度传感器，温度传感器为MCP9808温度传感器，用于实时监测温度控制箱箱体1内的温度数据，并将采集的温度数据传送至arduino控制板中，arduino控制板进而将温度数据传送至计算机中。

温度传感器可安装于温控箱箱体的左侧板13和右侧板12上，也可安装于内顶板15上，温度传感器安装位置和数量由具体实验精度和温度需求而定。

PTC加热箱2包括加热箱箱体21，加热箱箱体21安装于与温控箱箱体1后板11上，且PTC加热箱2通过加热风扇安装口22与温控箱箱体1内部连通，用于将PTC加热箱2产生的热气导入温控箱箱体1，实现对温控箱箱体1内的加热。

参考图4，加热箱箱体1上开设有加热风扇安装口22，加热风扇安装口22安装与arduino控制板电气连接的加热风扇。

参考图5，电气箱3包括电气箱箱体31，电气箱箱体31设置电气箱翻盖32，电气箱箱31体内置arduino控制板，arduino控制板通过USB数据线与外部计算机连接；arduino控制板分别与散热风扇、红外加热管、温度传感器和PTC加热箱2电气连接。

电气箱箱体侧壁开设有电气走线孔33，用于实现arduino控制板与散热风扇、红外加热管、温度传感器和PTC加热箱2之间的电气连接。实验人员可通过计算机和arduino控制板控制散热风扇、红外加热管和PTC加热箱2的工作功率，以实现对温度控制箱箱体1内部温度的控制。

根据本申请的一个实施例，本实用新型可以实现MTS-acumen试验机上进行的控制温度复杂变化时的形状记忆高分子热力耦合实验。

对于加热过程的控制，首先通过计算机预设升温目标值和升温速率，然后通过arduino控制板控制红外加热管加热，温控箱箱体1内的温度传感器实时监控并反馈箱体内的温度，温控箱箱体1内的温度偏低则加大红外加热管功率，温度偏高则散热风扇同时进行降温，通过红外加热管44和散热风扇的功率来控制温度的变化率；

对于降温过程的控制，首先通过计算机预设降温目标值和降温速率，然后通过arduino控制板控制散热风扇作业，进行降温，温控箱箱体1内的温度传感器实时监控并反馈箱体内的温度，温控箱箱体1内温度偏高则加大散热风扇功率，温度偏低则降低散热风扇功率的同时红外加热管44进行加热，由红外加热管和散热风扇的功率来控制温度的变化率；

对于恒温过程的控制，首先通过计算机预设恒温目标值，通过arduino控制板控制红外加热管44加热，箱体内的温度传感器实时监控并反馈箱体内的温度，温控箱箱体1内温度偏低则加大红外加热管功率，温度偏高则散热风扇同时进行降温，由红外加热管44和散热风扇的功率来控制温度的变化率。

本实用基于模块化设计，体积小巧，质量轻便，方便安装和拆换更替，实现了功能的独立化，使性能更加稳定，有效提高了装置的可靠性；且能够实时监控箱体内部温度变化，并根据温度的实时反馈，实时控制温控箱箱体内的温度，以达到最佳的实验所需温度。

虽然结合附图对实用新型的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。