一种提高恒温箱精度的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高恒温箱精度的方法，包括以下步骤：制备恒温箱；调节恒温箱的尺寸和材料，得出环境温度和目标温度差的绝对值对恒温箱保温目标温度的关系式，根据以上关系式，提出了一种标中标方法以减小恒温箱内部保温箱体的温度波动，得以提高恒温箱精度。在给定的目标温度和环境温度下，本发明专利技术可使恒温箱的温度波动大大减小，以大大提高恒温箱精度。

【技术实现步骤摘要】
一种提高恒温箱精度的方法
本专利技术属于仪器设备
，具体地说，涉及一种提高恒温箱精度的方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，仪器的精度要求越来越高，那么对环境温度的要求就越来越高，目前对保温箱结构的保温精度分析和精度的提高研究均比较少。美国的NIST研制的分子测量机采用多层密闭结构来保证中心工作室的恒温，在目标温度为20℃和环境温度为17℃下，保温精度最高是±0.005℃。韩国采用绝热层、隔音层、真空层和测试层4层结构，保温结构在20℃的目标温度下，最高精度可达到±0.001℃。应用于红外热副射黑体、高精度仪器设备和纳米技术等的环境温度，要求保温精度是越高越精确。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述的问题，提供了一种提高恒温箱精度的方法，包括以下步骤：步骤1、制备恒温箱，保温箱体的外围包裹着真空绝热板保温层；步骤2、将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：c＝0.0004|a|(1)步骤3、改变恒温箱的内部大小，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：c＝0.00055|a|(2)；步骤4、改变保温箱体内部大小为300mm×300mm×300mm的恒温箱外围材料，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：c＝0.0051|a|(3)；步骤5、正方体的保温箱的温差大的地方是棱角处，去掉它的棱角将其设计为球壳结构，将内部大小为300mm×300mm×300mm正方体保温箱体变为内直径为300mm的球壳箱体；步骤6、将以上(1)-(3)近似关系式统一表示成c＝C|a|，看出当箱体的体积发生变化或箱体的材料发生变化时，C就发生变化；当是同一箱体时，关系式系数C不变，只要环境温度和目标温度差的绝对值相同，箱体的温度波动就相同；随着环境温度和目标温度差的绝对值变小，箱体的温度波动就变小；当环境温度和目标温度差为0时，箱体的温度波动就为0。可选地，所述步骤1中的恒温箱的内部尺寸大小为200mm×200mm×200mm，恒温箱箱体的材料为铝合金6061。可选地，所述步骤3中恒温箱的内部大小改为300mm×300mm×300mm。可选地，所述步骤4中恒温箱外围材料变为真空绝热板换为聚胺脂泡沫。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术提出一种提高恒温箱精度的方法，可使恒温箱的保温精度达到在给定的目标温度和环境温度下，恒温箱的温度波动大大减小，以大大提高恒温箱精度。此恒温箱用来放置要保温的仪器和设备等，为保温仪器、保温的材料和设备等设计相应大的空间，它不是一个大的恒温室，人不需要呆在里面，减少对保温精度的影响和空间的浪费，同时可节约能源。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术恒温箱的尺寸为200mm×200mm×200mm、恒温箱箱体的材料为铝合金6061时恒温箱的温度波动图；其中，(1)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度低于25℃；(2)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度高于25℃；a表示环境温度和目标温度的差，单位为℃，c表示保温箱体上最高温度与最低温度的差即保温箱体上的温度波动，单位为℃；“○”是经ANSYS仿真，根据环境温度和目标温度之差，得到相应的保温箱体温度波动值的点；“☆”表示经过仿真的数据点拟合，得到直线上相应a处c值的点，下同；图2是本专利技术恒温箱的尺寸为300mm×300mm×300mm、恒温箱箱体的材料为铝合金6061时恒温箱的温度波动图；其中，(1)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度低于25℃；(2)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度高于25℃；a表示环境温度和目标温度的差，单位为℃，c表示保温箱体上最高温度与最低温度的差即保温箱体上的温度波动，单位为℃；图3是本专利技术恒温箱的尺寸为300mm×300mm×300mm、恒温箱箱体的材料为真空绝热板换为聚胺脂泡沫时恒温箱的温度波动图；其中，(1)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度低于25℃；(2)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度高于25℃；a表示环境温度和目标温度的差，单位为℃，c表示保温箱体上最高温度与最低温度的差即保温箱体上的温度波动，单位为℃；图4是本专利技术恒温箱的尺寸为300mm×300mm×300mm、恒温箱箱体的材料为真空绝热板换为聚胺脂泡沫时恒温箱的温度波动图；其中，(1)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度低于10℃；(2)表示a与c的关系曲线在恒温箱环境温度高于10℃；a表示环境温度和目标温度的差，单位为℃，c表示保温箱体上最高温度与最低温度的差即保温箱体上的温度波动，单位为℃；图5是本专利技术保温箱体在0℃环境温度下温度分布；图6是本专利技术球壳箱体的温度分布；图7是本专利技术优化的小球壳箱体温度分布；图8是本专利技术优化的大球壳箱体温度分布；图9是本专利技术大加热大球壳箱体温度分布；图10是本专利技术微加热大球壳箱体温度分布；图11是本专利技术微加热小球壳箱体温度分布。具体实施方式以下将配合实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。实施例1一种提高恒温箱精度的方法，包括以下步骤：步骤1、制备恒温箱，恒温箱的内部尺寸大小为200mm×200mm×200mm，恒温箱箱体的材料为铝合金6061；保温箱体的外围包裹着真空绝热板保温层。步骤2、将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到不同环境温度下恒温箱体的温度波动如图1所示，a与c的关系呈现出很好直线，可以得到其关系式为：c＝0.0004|a|(1)步骤3、将恒温箱的内部大小改为300mm×300mm×300mm，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到不同环境温度下保温箱体的温度波动如下图2所示；从图2可以看本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高恒温箱精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、制备恒温箱，保温箱体的外围包裹着真空绝热板保温层；/n步骤2、将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：/nc＝0.0004|a| (1)/n步骤3、改变恒温箱的内部大小，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：/nc＝0.00055|a| (2)；/n步骤4、改变保温箱体内部大小为300mm×300mm×300mm的恒温箱外围材料，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：/nc＝0.0051|a| (3)；/n步骤5、正方体的保温箱的温差大的地方是棱角处，去掉它的棱角将其设计为球壳结构，将内部大小为300mm×300mm×300mm正方体保温箱体变为内直径为300mm的球壳箱体；/n步骤6、将以上(1)-(3)近似关系式统一表示成c＝C|a|，看出当箱体的体积发生变化或箱体的材料发生变化时，C就发生变化；当是同一箱体时，关系式系数C不变，只要环境温度和目标温度差的绝对值相同，箱体的温度波动就相同；随着环境温度和目标温度差的绝对值变小，箱体的温度波动就变小；当环境温度和目标温度差为0时，箱体的温度波动就为0。/n...

【技术特征摘要】
1.一种提高恒温箱精度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、制备恒温箱，保温箱体的外围包裹着真空绝热板保温层；
步骤2、将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：
c＝0.0004|a|(1)
步骤3、改变恒温箱的内部大小，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c之间的关系：
c＝0.00055|a|(2)；
步骤4、改变保温箱体内部大小为300mm×300mm×300mm的恒温箱外围材料，其它结构不变；将恒温箱的环境温度分别设为5℃、10℃、15℃、20℃、30℃、35℃、40℃、45℃，目标温度设为25℃，然后采用ANSYS进行仿真，得到环境温度和目标温度的差a与保温箱体上最高温度与最低温度的差c...

【专利技术属性】
技术研发人员：李少英，屈中权，宋智明，程向明，梁昱，钟悦，
申请(专利权)人：中国科学院云南天文台，
类型：发明
国别省市：云南;53