一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于飞行器模型风洞大面积测热试验技术领域，具体涉及一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，本发明专利技术的目的是提供一种控温精度高、升降温速率快、体积小的校准装置，用于风洞大面积测热试验温敏发光材料光强/温度灵敏度校准中。其特征在于，它包括温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件；温度控制部件用于对温敏发光材料进行加热或制冷，并采集温敏发光材料的温度值；密封部件用于对温敏发光材料和温度控制部件进行密封；散热部件用于对密封部件的内部进行散热；支撑部件用于支撑整个装置。

A temperature sensitive luminescent material calibration device based on semiconductor cooler

The invention relates to a thermosensitive luminescent material calibration device based on a semiconductor refrigerator. The invention aims to provide a calibration device with high temperature control precision, fast rise and fall temperature rate and small volume, which is used for the thermosensitive luminescent material in the large area heat test of the wind tunnel. Calibration of light intensity / temperature sensitivity. Its characteristic is that it includes the temperature control unit, the sealing part, the heat dissipating part and the supporting part; the temperature control unit is used to heat or refrigerate the thermosensitive luminescent material and collect the temperature value of the thermosensitive luminescent material; the sealing part is used to seal the thermosensitive luminescent material and the temperature controlled component; the heat dissipation unit is used for the use of the thermosensitive parts. The internal parts of the sealing parts are dissipating; the supporting parts are used to support the whole device.

【技术实现步骤摘要】
一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置
本专利技术属于飞行器模型风洞大面积测热试验
，具体涉及一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置。
技术介绍
飞行器的气动热环境预测对飞行器的设计至关重要，除了CFD模拟和飞行试验外，在风洞中进行飞行器缩比模型气动热的测量是国际上普遍采用的气动热环境预测方法。在风洞试验中，大面积测热试验采用基于图像采集技术的温敏发光材料进行飞行器模型温度分布测量，将温敏发光材料喷涂在测试模型表面并使用特定光源照射，然后使用适当的图像采集设备获取模型表面光强变化，根据温敏发光材料发光强度与温度变化的关系，获得模型表面的温度变化，从而进一步得到气动热环境分布情况，这些气动热环境数据将用于飞行器的设计和一些研究工作中。温敏发光材料校准装置的不确定度水平直接影响灵敏度的不确定度水平，从而影响气动热数据的不确定度水平。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种控温精度高、升降温速率快、体积小的校准装置，用于风洞大面积测热试验温敏发光材料光强/温度灵敏度校准中。本专利技术是这样实现的：一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，包括温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件；温度控制部件用于对温敏发光材料进行加热或制冷，并采集温敏发光材料的温度值；密封部件用于对温敏发光材料和温度控制部件进行密封；散热部件用于对密封部件的内部进行散热；支撑部件用于支撑整个装置。如上所述的密封部件包括排气孔、第二密封圈、隔热口、第一密封圈、玻璃、压板、上盖和机壳；机壳整体为圆环形，轴线为水平方向；机壳的左端与散热部件固定连接，用于对整个密部件提供支撑；隔热口整体为圆环形，外径小于机壳的内径且与机壳同轴；隔热口固定在机壳右端的内侧，用于安装玻璃；玻璃整体圆形片状，通过上盖和螺钉安装在隔热口的右端，用于透光；上盖整体为圆环形，用于固定玻璃；在隔热口和玻璃之间设置有第一密封圈，在隔热口与温度控制部件之间设置有第二密封圈，以达到更好的密封效果；排气孔设置在机壳的侧壁上，用于实现密封部件内部与外界的气体交换。如上所述的温度控制部件包括控温传感器、冷芯、保温材料、制冷器、温度控制器和温度传感器；保温材料整体为圆环形，与机壳同轴，位于机壳的内侧，外径与机壳的内径相匹配，用于进行隔热；制冷器位于保温材料左端的内侧，其左端与散热部件固定连接，用于实现对温敏发光材料进行加热或制冷；冷芯整体为圆柱体形，与机壳同轴，左端与制冷器固定连接，右端开有圆形凹槽，用于安装温敏发光材料；温度控制器位于装置的外部，通过线缆与控温传感器、制冷器和温度传感器连接，用于控制上述元件的动作；控温传感器安装在冷芯的中心位置，用于测量温敏发光材料的温度；温度传感器共有四个，均布在冷芯的侧面的圆周上，用于测量温敏发光材料的温度均匀性。如上所述的散热部件包括风机和散热器；散热器整体为圆柱体形，右端分别与机壳和制冷器固定连接，用于和制冷器进行热交换；风机固定在散热器的左端，用于增强散热器的散热效果。如上所述的支撑部件包括调节架；调节架主体部分为四边形板状，上端与散热器固定连接；在调节架主体部分的四个角上设有螺纹孔，通过螺纹孔与螺杆连接，用于调节装置的高度。如上所述的散热器采用2A02硬铝材料制成；控温传感器采用A级PT100温度传感器实现；温度传感器采用1/10B级PT100温度传感器实现；冷芯采用铜材料制成；第二密封圈和第一密封圈均采用橡胶材料制成；玻璃采用石英玻璃实现；压板采用聚四氟乙烯材料制成；保温材料采用酚醛树脂泡沫材料制成；制冷器采用半导体材料制成。所述的校准装置还包括光学相机、紫外光源；光学相机和紫外光源设置在密封部件的外侧，与温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件组成的一体结构呈三角形布置；光学相机负责采集不同温度下的图像光强，紫外光源负责提供样片入射光源。所述的校准装置还包括压力控制系统；压力控制系统采用台式气压压力泵和智能数字压力校验仪组合，台式气压压力泵的输出端与排气孔连接；压力控制系统用于实现密封部件内部的升压和降压。本专利技术的有益效果是：1.使用基于半导体制冷器的校准装置进行温敏发光材料的校准，具有校准精度高、变温速率快、可以降温到环境温度以下、同一器件可以满足升温和降温的要求等优点；2.使用本校准装置进行校准，避免了使用传统的制冷制热方式存在的体积大、精度低，需要转动部件等缺点，具有体积小、重量轻、成本低及使用维护方便等优点；3.可靠性高，能源供给简单方便，对环境友好；4.通过高精度半导体制冷器温度控制器，采用自整定PID控制技术保证了目标温度的稳定性和精确度；5.通过高精度半导体制冷器温度控制器分别监视均匀安装在恒温箱金属铜板冷芯上的温度传感器，实时获取校准过程中的温度均匀度；6.通过优化形状后的散热器提高半导体制冷器的工作效率和拓宽校准系统的使用温度范围；7.通过压力控制器对校准系统进行抽真空和加压，提高了校准系统的精度。附图说明图1是本专利技术的一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置的结构示意图。其中：1.风机，2.散热器，3.控温传感器，4.冷芯，5.排气孔，6.第二密封圈，7.隔热口，8.第一密封圈，9.玻璃，10.压板，11.上盖，12.螺钉，13.保温材料，14.机壳，15.制冷器，16.调节架。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行进一步描述。如图1所示，一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，包括温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件。温度控制部件用于对温敏发光材料进行加热或制冷，并采集温敏发光材料的温度值。密封部件用于对温敏发光材料和温度控制部件进行密封。散热部件用于对密封部件的内部进行散热。支撑部件用于支撑整个装置。密封部件包括排气孔5、第二密封圈6、隔热口7、第一密封圈8、玻璃9、压板10、上盖11和机壳14。机壳14整体为圆环形，轴线为水平方向。机壳14的左端与散热部件固定连接，用于对整个密部件提供支撑。隔热口7整体为圆弧形，外径小于机壳14的内径且与机壳14同轴。隔热口7固定在机壳14右端的内侧，用于安装玻璃9。玻璃9整体圆形片状，通过上盖11和螺钉12安装在隔热口7的右端，用于透光。上盖11整体为圆环形，用于固定玻璃9。在隔热口7和玻璃9之间设置有第一密封圈8，在隔热口与温度控制部件之间设置有第二密封圈6，以达到更好的密封效果。排气孔5设置在机壳14的侧壁上，用于实现密封部件内部与外界的气体交换。温度控制部件包括控温传感器3、冷芯4、保温材料13、制冷器15、温度控制器和温度传感器。保温材料13整体为圆环形，与机壳14同轴，位于机壳14的内侧，外径与机壳14的内径相匹配，用于进行隔热。制冷器15位于保温材料13左端的内侧，其左端与散热部件固定连接，用于实现对温敏发光材料进行加热或制冷。冷芯4整体为圆柱体形，与机壳14同轴，左端与制冷器15固定连接，右端开有圆形凹槽，用于安装温敏发光材料。温度控制器位于装置的外部，通过线缆与控温传感器3、制冷器15和温度传感器连接，用于控制上述元件的动作。控温传感器3安装在冷芯4的中心位置，用于测量温敏发光材料的温度。温度传感器共有四个，均布在冷芯4的侧面的圆周上，用于测量温敏发光材料的温度均匀性。散热部件包括风机1和散热器2。散热器2整体为圆柱体形，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，其特征在于：它包括温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件；温度控制部件用于对温敏发光材料进行加热或制冷，并采集温敏发光材料的温度值；密封部件用于对温敏发光材料和温度控制部件进行密封；散热部件用于对密封部件的内部进行散热；支撑部件用于支撑整个装置。

【技术特征摘要】
1.一种基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，其特征在于：它包括温度控制部件、密封部件、散热部件和支撑部件；温度控制部件用于对温敏发光材料进行加热或制冷，并采集温敏发光材料的温度值；密封部件用于对温敏发光材料和温度控制部件进行密封；散热部件用于对密封部件的内部进行散热；支撑部件用于支撑整个装置。2.根据权利要求1所述的基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，其特征在于：所述的密封部件包括排气孔(5)、第二密封圈(6)、隔热口(7)、第一密封圈(8)、玻璃(9)、压板(10)、上盖(11)和机壳(14)；机壳(14)整体为圆环形，轴线为水平方向；机壳(14)的左端与散热部件固定连接，用于对整个密部件提供支撑；隔热口(7)整体为圆环形，外径小于机壳(14)的内径且与机壳(14)同轴；隔热口(7)固定在机壳(14)右端的内侧，用于安装玻璃(9)；玻璃(9)整体圆形片状，通过上盖(11)和螺钉(12)安装在隔热口(7)的右端，用于透光；上盖(11)整体为圆环形，用于固定玻璃(9)；在隔热口(7)和玻璃(9)之间设置有第一密封圈(8)，在隔热口与温度控制部件之间设置有第二密封圈(6)，以达到更好的密封效果；排气孔(5)设置在机壳(14)的侧壁上，用于实现密封部件内部与外界的气体交换。3.根据权利要求2所述的基于半导体制冷器的温敏发光材料校准装置，其特征在于：所述的温度控制部件包括控温传感器(3)、冷芯(4)、保温材料(13)、制冷器(15)、温度控制器和温度传感器；保温材料(13)整体为圆环形，与机壳(14)同轴，位于机壳(14)的内侧，外径与机壳(14)的内径相匹配，用于进行隔热；制冷器(15)位于保温材料(13)左端的内侧，其左端与散热部件固定连接，用于实现对温敏发光材料进行加热或制冷；冷芯(4)整体为圆柱体形，与机壳(14)同轴，左端与制冷器(15)固定连接，右端开有圆形凹槽，用于安装温敏发光材料；温度控制器位于装置的外部，通过线缆与控温传感器(3)、制冷器(15)和温度传感器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾国鹏，周嘉穗，张扣立，刘祥，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51