一种用于材料表面性能检测的低温模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于材料表面性能检测的低温模块，包括制冷模块，制冷模块包括半导体制冷片，半导体制冷片通过导线与温度控制仪电连接，半导体制冷片冷端设有样品台，半导体制冷片冷端、样品台以及半导体制冷片热端外部设有保温外壳；样品台中心开孔，孔内设有温度传感器，温度传感器与温度控制仪电连接，温度控制仪内置有PID调节的微型控制系统。本实用新型专利技术制冷模块的主体元件为半导体制冷片，使用维护成本低，可以实现高精度的温度控制，测量精度

【技术实现步骤摘要】
一种用于材料表面性能检测的低温模块


[0001]本技术属于材料表面性能检测
，涉及一种用于材料表面性能检测的低温模块，更具体地，涉及一种材料表面性能检测设备进行低温（室温~
‑
50℃）环境下材料及涂层表面力学性能检测的配套模块。

技术介绍

[0002]随着材料行业的快速发展，矿山机械、工程机械、航空航海等领域对材料新技术的研发投入也逐步加大，与此同时，对新材料表面的检测要求也更加苛刻。除材料核心技术和工艺外，缺乏具有近服役工况模拟能力的材料表面性能检测设备是限制材料性能提升和应用的关键。传统低温模块大多采用压缩机或液氮形式实现，压缩机组制冷温度较高，并且需要空间较大，无法在小型检测设备上安装使用；液氮制冷能达到较低的温度，但一般无法达到精准的控温值。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是为了克服现有技术中存在的上述技术问题，提供一种结构简单、制冷温度低且能够精确控制低温温度的用于材料表面性能检测的低温模块。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种用于材料表面性能检测的低温模块，包括制冷模块，所述制冷模块包括半导体制冷片，半导体制冷片通过导线与温度控制仪电连接，半导体制冷片冷端设有样品台，半导体制冷片冷端、样品台以及半导体制冷片热端外部设有保温外壳；所述样品台中心开孔，孔内设有温度传感器，温度传感器与温度控制仪电连接，温度控制仪内置有PID调节的微型控制系统。
[0006]作为本技术技术方案的进一步改进，所述保温外壳与内壁与半导体制冷片冷端、样品台以及半导体制冷片热端之间填充阻燃保温棉。
[0007]进一步地，所述制冷片热端设有水套，水套内部设有进出水口，所述进出水口通过水管与水冷机相接。
[0008]进一步地，所述样品台两端由支架支撑。
[0009]进一步地，所述温度控制仪与计算机测试软件RS232、RS485通讯。
[0010]进一步地，所述低温模块通过安装基座安装于材料表面性能检测设备上。
[0011]与现有低温模块相比，本技术具有以下有益效果：
[0012]1、本技术体积小，结构简单，安装方便，可以通过安装基座安装在往复摩擦磨损试验机、硬度计、划痕仪等材料及其涂层检测设备上，用于模拟材料近服役工况的低温环境，普适性高，具有很好的推广应用价值。
[0013]2、本技术制冷模块的主体元件为半导体制冷片，半导体制冷片为电流换能型片件，使用维护成本低，可以实现高精度的温度控制，测量精度
±
1℃，且制冷速度快，制冷温度范围为
‑
50℃～室温，温差范围大。
附图说明
[0014]图1为本技术低温模块的结构示意图；
[0015]附图标记：1、水套；2、进出水口；3、半导体制冷片；4、温度传感器；5、样品台； 6、保温外壳；7、安装基座；8、阻燃保温棉；9、支架；10、水管；11、温度控制仪；12、水冷机。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本技术的结构和工作过程进行详细说明。
[0017]参照图1，本技术提供的一种用于材料表面性能检测的低温模块，包括制冷模块，所述制冷模块包括多层半导体制冷片3，半导体制冷片3通过导线与温度控制仪11电连接，由温度控制仪11控制半导体制冷片3制冷温度。半导体制冷片3冷端设有样品台5，半导体制冷片3冷端、样品台5以及半导体制冷片3热端外部设有保温外壳6；所述样品台5中心开孔，孔内设有温度传感器4，温度传感器4与温度控制仪11电连接，温度控制仪11内置有PID调节的微型控制系统，且温度控制仪11与计算机测试软件RS232、RS485通讯。
[0018]本技术控温过程为：通过计算机测试软件RS232、RS485向温度控制仪11发送指令，预设测试环境的低温温度，温度控制仪11控制半导体制冷片3对样品台5制冷至预设温度，温度传感器4实时测试样品台5台面温度并反馈给温度控制仪11，温度控制仪11将样品台5实时温度与预设温度进行比对，若样品台5实时温度与预设温度不一致，则温度控制仪11继续控制半导体制冷片3对样品台5进行制冷直至达到预设温度。
[0019]其中，保温外壳6与内壁与半导体制冷片3冷端、样品台5以及半导体制冷片3热端之间填充阻燃保温棉8，可以加强保温效果，相应地，提高制冷模块的保冷效果。
[0020]制冷片3热端设有水套1，水套1内部设有进出水口2，进出水口2通过水管10与小型水冷机12相接，水冷机12机组内装有水泵和压缩机，保证循环进入水套1内的水温在设定范围内。水套1和制冷片3的热端接触，热端放出的热量通过水套1内循环水经由进出水口2带走，保证热端散热良好，可进一步降低制冷片3的制冷温度。
[0021]样品台5两端由支架9支撑，样品台5所受测试压力由支架9承担，保证制冷片3受力在可承载的范围内。
[0022]实际使用时，该低温模块通过安装基座7安装于往复摩擦磨损试验机、硬度计、划痕仪灯设备上。安装基座7可以加转接板以适应不同尺寸设备的安装。
[0023]以低温模块在往复摩擦磨损试验机上的安装为例，由于往复摩擦磨损试验机Z方向都有较大的空间，因此，低温模块可叠加安装在往复摩擦磨损试验机的试样测试台上，样品置于低温模块的样品台5上。往复摩擦磨损试验机的运动形式为试样测试台静止或来回做往复运动两种，低温模块可以跟随试样测试台来回往复运动，也可静止不动，温度控制仪11和水冷机12单独放在试验机的旁边即可，不做安装处理。
[0024]本技术制冷模块的主体元件为半导体制冷片，半导体制冷片为电流换能型片件，使用维护成本低，可以实现高精度的温度控制，测量精度
±
1℃，且制冷速度快，制冷温度范围为
‑
50℃～室温，温差范围大，用于模拟材料近服役工况的低温环境，普适性高，具有很好的推广应用价值。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于材料表面性能检测的低温模块，其特征在于，包括制冷模块，所述制冷模块包括半导体制冷片，半导体制冷片通过导线与温度控制仪电连接，半导体制冷片冷端设有样品台，半导体制冷片冷端、样品台以及半导体制冷片热端外部设有保温外壳；所述样品台中心开孔，孔内设有温度传感器，温度传感器与温度控制仪电连接，温度控制仪内置有PID调节的微型控制系统。2.根据权利要求1所述的一种用于材料表面性能检测的低温模块，其特征在于，所述保温外壳与内壁与半导体制冷片冷端、样品台以及半导体制冷片热端之间填充阻燃保温棉。3.根据权利要求2所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振军，张存兴，樊恒中，苏云峰，孙建国，朱红云，李戥平，肖永东，
申请(专利权)人：兰州中科凯华科技开发有限公司，
类型：新型
国别省市：