一种低温环境试验舱及其试验方法技术

本发明专利技术公开了一种低温环境试验舱以及试验方法，包括试验舱壳体、试验件安装平台、热交换器、加热装置、测温装置、风机以及内风道筒。试验件安装平台上设置试验件，热交换器和加热装置对实验舱内部进行升降温，测温装置测量试验舱内温度，风机和内风道筒使试验舱内部形成循环风道。该方法根据测温装置测得的温度、目标温度和升降温速率对试验舱内温度进行控制。本发明专利技术使试验舱内部形成循环风系统，保证舱内部温度均匀，测试件快速散热，可实现能够快速响应的升降温过程。

A low temperature environment test cabin and its test method

The invention discloses a low temperature environment test cabin and the test method, including the test chamber shell, the test piece installation platform, the heat exchanger, the heating device, the temperature measuring device, the fan and the inner air duct. The test parts are set up on the installation platform. The heat exchanger and the heating device carry out the temperature of the test cabin, and the temperature of the test cabin is measured in the test cabin. The fan and the inner air duct make the circulation duct inside the test cabin. The temperature of the test chamber is controlled according to the temperature, the target temperature and the temperature rise and fall rate measured by the temperature measuring device. The invention makes the circulation wind system formed inside the test cabin to ensure that the temperature of the cabin is uniform, the test piece is quickly dissipated, and the temperature and temperature process can be realized quickly.

【技术实现步骤摘要】
一种低温环境试验舱及其试验方法
本专利技术涉及低温工程
，具体地说，是涉及一种低温环境实验舱以及试验方法。
技术介绍
随着航空航天等技术快速发展，由于航天设备及其组件长期暴露在极端恶劣的宇宙空间环境中，为了保证航天设备在空间环境中能够安全且可靠的运行，在离开地球之前，模拟和检测航天设备在极端温度环境中是否安全可靠是十分必要的。因此，近年来环境试验技术受到了高度重视，贯穿于军工产品设计研发和生产的全过程，其测试条件变得越来越复杂。传统低温试验设备通常包括一个高度绝热的壳体以及设置于可以内部的热交换器、加热装置和测温装置。将被测实验件放置于壳体内部，通过控制超低温制冷剂流过热交换器降低低温试验设备内的环境温度，控制加热装置的加热功率提升低温试验设备内的环境温度，并根据测温装置测得的温度调整制冷剂的流速和加热装置的加热功率，由此，使低温试验设备内的环境温度达到并很定于实验温度。然而，传统的低温试验设备通常只能提供狭小的试验空间，满足小型试验件的试验需求，难以满足大型试验件在特定低温环境下进行试验的需求，如公告号为“CN204988323U”，公开了名称为“一种可调超低温环境实验装置”的中国专利，其主要包括同轴设置的低压室和杜瓦瓶，通过在低压室和杜瓦瓶中间加注制冷剂降低低压室内温度，还通过设置在低压室内腔的多个加热装置提升低压室内温度，为了保证试验温度的快速响应，该装置只能提供小型试验空间供电路板卡、抽头插座等小型仪器的试验需要，若增大其内部试验空间，该装置将很难保证实验温度的快速响应以满足大型试验件的试验需求，这是由于传统低温试验设备往往通过空间内不同部位的温度差产生气体对流，从而在一定时间内是低温试验设备内温度趋于均匀，而随着试验空间的增大，若仅靠温度差产生的对流，设备内环境温度趋于均匀所需的时间将会变长，使得实验设备内环境温度的快速响应变得难以实现。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种低温环境试验舱及其试验方法，能够在低温试验设备内试验空间增大的同时保证设备内环境温度的快速响应。为了实现上述目的，本专利技术提出一种低温环境试验舱，其包括：壳体；设置于可以内部的试验件安装平台，用以承载试验件；设置于壳体内部的热交换器，其位于试验件安装平台下方，通过超低温制冷剂制冷从而降低低温环境试验舱内环境温度；设置于壳体内部底部的加热装置，用于提升低温环境试验舱内环境温度；以及测温装置，用于探测低温环境试验舱内实时环境温度。其特征在于，低温环境试验舱还包括：套设于壳体内部的内风道筒；以及设置于壳体顶部的风机，其位于内风道筒上方。内风道筒和壳体之间的空间与内风道筒的内腔形成循环风道，并通过风机的吹风加快低温环境实验舱内的气流流动。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，壳体包括直筒段、设置于直筒段上端的上封头和设置于直筒段下端的下封头，上封头、下封头与直筒段采用法兰连接，内风道筒固定在上封头或/和所述下封头处。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，风机包括支架、电机、主轴和叶片，设置有支架的电机通过主轴与叶片相连，叶片设置于壳体内部。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，壳体包括直筒段、设置于直筒段上端的上封头和设置于直筒段下端的下封头，上封头、下封头与直筒段采用法兰连接，支架固定于上封头顶部，主轴和上封头采用动密封连接。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，低温环境试验舱还包括至少一个设置于壳体顶部的观察窗，观察窗采用双层不锈钢烧结视镜，且双层视镜之间采用真空形式。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，低温环境试验舱还包括至少一个设置于壳体外壁的接线端子，接线端子与壳体采用法兰连接。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，壳体内壁附着有内绝热保温层。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，热交换器采用环形翅片式换热器，且采用超低温液氮制冷。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，加热装置为采用法兰式连接的变频加热装置。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，试验件安装平台固定在下封头处，且采用栅格形式。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，测温装置包括测温杆，测温杆一端延伸至试验件安装平台上方，测温杆设置有至少一个传感器。为了更好的实现上述目的，本专利技术还提供了一种低温环境试验舱，其特点在于，壳体上还设置有抽真空口、增压口、泄压口和/或人孔。为了实现上述目的，本专利技术还提出一种低温环境试验的方法，可利用上述任意一种低温环境试验舱进行低温环境试验，包括以下步骤：(1)将所述风机、测温装置、热交换器和加热装置通电并连接至控制装置；(2)通过所述测温装置探测所述低温环境实验舱内的环境温度，将温度数据发送至所述控制模块；(3)所述控制模块根据接收的所述温度数据，控制所述风机转速；(4)所述控制模块根据所述环境温度、设定的目标温度以及升降温速率进行计算，得到温控参数；(5)所述控制模块根据所述温控参数，控制所述热交换器和加热装置，对所述环境温度进行控制；(6)重复步骤(2)至(5)，使所述环境温度恒定于所述目标温度。综上所述，本专利技术的有益效果为：通过在壳体内部设置所述内风道筒，使得低温试验舱内部空间被分割为内风道筒与壳体内壁之间的空间与内风道筒的内腔空间，这两个空间在低温试验舱内形成了循环风道，在设置在可以顶部的风机的吹风下，使的舱内气体在循环风道件流动，形成气流循环，相较于以往只依靠温度差产生气流的方式，本专利技术采用主动气体循环装置，使得在舱内空间增大的情况下，也能保证舱内温度以较快的速度趋于均匀，从而保证在大型试验空间内的温度快速响应。附图说明图1为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的立体图；图2为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的结构示意图；图3为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的风机结构示意图；图4为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的试验件安装平台的结构示意图；图5为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的观察窗的结构示意图；图6为本专利技术一实施方式的低温环境试验方法的流程图；其中，附图标记1：低温环境试验舱11：壳体12：内风道筒13：风机14：试验件安装平台15：热交换器16：加热装置17：测温装置18：试验件111：观察窗112：接线端子113：内绝热保温层114：抽真空口115：泄压口116：增压口117：人孔11A：上封头11B：直筒段11C：下封头131：电机132：支架133：主轴134：叶片135：焊接点136：动密封141：固定螺栓142：平台固定点143：承载面161：液氮供给口162：液氮排放口1111：石英玻璃1112：不锈钢外圈具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术的技术方案进行详细说明，但并不用以限定本专利技术。请同时参阅图1和图2，图1为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的立体图，图2为本专利技术一实施方式的低温环境试验舱的结构示意图。如图2所示，低温环境试验舱1具有壳体11，为低温环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.低温环境试验舱，包括壳体、试验件安装平台、热交换器、加热装置和测温装置，所述试验件安装平台、热交换器以及测温装置设置于所述壳体内部，所述加热装置设置于壳体底部，且所述热交换器位于所述试验件安装平台下方，所述热交换器采用超低温制冷剂制冷；其特征在于：还包括套设于所述壳体内部的内风道筒和设置于所述壳体顶部的风机，且，所述风机设置于所述内风道筒上方，所述内风道筒和所述壳体之间的空间与所述内风道筒的内腔形成循环风道。

【技术特征摘要】
1.低温环境试验舱，包括壳体、试验件安装平台、热交换器、加热装置和测温装置，所述试验件安装平台、热交换器以及测温装置设置于所述壳体内部，所述加热装置设置于壳体底部，且所述热交换器位于所述试验件安装平台下方，所述热交换器采用超低温制冷剂制冷；其特征在于：还包括套设于所述壳体内部的内风道筒和设置于所述壳体顶部的风机，且，所述风机设置于所述内风道筒上方，所述内风道筒和所述壳体之间的空间与所述内风道筒的内腔形成循环风道。2.根据权利要求1所述的低温环境试验舱，其特征在于：所述壳体包括直筒段、设置于直筒段上端的上封头和设置于直筒段下端的下封头，所述上封头、下封头与直筒段采用法兰连接，所述内风道筒固定在所述上封头或/和所述下封头处。3.根据权利要求1所述的低温环境试验舱，其特征在于：所述风机包括支架、电机、主轴和叶片，设置有所述支架的所述电机通过所述主轴与所述叶片相连，所述叶片设置于所述壳体内部。4.根据权利要求3所述的低温环境试验舱，其特征在于：所述壳体包括直筒段、设置于直筒段上端的上封头和设置于直筒段下端的下封头，所述上封头、下封头与直筒段采用法兰连接，所述支架固定于所述上封头顶部，所述主轴和所述上封头采用动密封连接。5.根据权利要求1、2或3所述的低温环境试验舱，其特征在于：还包括至少一个设置于所述壳体顶部的观察窗，所述观察窗采用双层不锈钢烧结视镜，且所述双层视镜之间采用真空形式。6.根据权利要求1、2或3所述的低温环境试验舱，其特征在于：还包括至少一个设置于所述壳体外壁的接线端子，所述接线端...

【专利技术属性】
技术研发人员：高彦峰，赵瑞兵，沈益平，刘学，谢高峰，宋远佳，陈万华，徐善田，郭春立，唐强，
申请(专利权)人：北京长征天民高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11