一种温度控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种温度控制系统，用于控制样品台的温度，温度控制系统包括气压维持系统、闭环气路制冷系统和温度维持系统；闭环气路制冷系统包括循环泵、第一热交换管、第二热交换管，循环泵、第一热交换管、第二热交换管通过管道循环连接；温度维持系统包括制冷液体罐和加热组件，制冷液体罐中设有制冷液，且第一热交换管处于制冷液中，加热组件和第二热交换管均安装在样品台的内部，样品台和部分管道位于密封腔体内；气压维持系统用于通过管道向闭环气路制冷系统提供具有预设压强的气体。本实用新型专利技术能够解决现有技术温度波动大的问题。实用新型专利技术能够解决现有技术温度波动大的问题。实用新型专利技术能够解决现有技术温度波动大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种温度控制系统


[0001]本技术涉及检测仪器
，特别是涉及一种温度控制系统。

技术介绍

[0002]随着材料研究技术的不断发展与更新，低温检测环境的需求日益增长，需要使用温度控制系统使测试的样品台保持低温的环境，液氮作为一种容易急剧汽化使周围温度急剧降低的制冷剂，在低温工业、美容医疗等需要处于低温或变温环境下工作的领域应用广泛，故以液氮为冷源的供冷装置需求巨大。而大多数情况下，液氮在保持一定的流量后，容易使需降温部位温度持续降低，超过需求温度，或者随着热交换的进行无法保持预设低温。
[0003]授权公告号为CN201547487U的技术专利公开了一种液氮输送自动控制装置，其控温效果并不理想，控温精度大于5K。申请公布号为CN105627089A的技术专利公开了一种具有液氮稳压出流功能的液氮泵装置，通过加热电路采用电阻丝加热使得液氮出流保持稳定，但限压为普通安全阀，多余压力的液氮将会流向空气，且无法自主控制液氮罐增压压力，灵活性较差，并且依旧无法达到高精度的控温目的。
[0004]随着低温技术的发展，有通过控制蒸发液氮降温，同时配合加热模块的PID调控达到控温的方案，这种方式只适用于远离液氮沸点的温度区域(≥110K)。不能在接近液氮沸点附近(76.59K
‑
110K)达到高精度(
±
0.005K以内)的控温，因为在接近液氮沸点附近，氮元素存在气态和液态两种状态，这两种状态在接近液氮沸点的温度区域非常不稳定，容易出现互相转换的现象，这就导致了比较大的、无规律的温度波动。

技术实现思路

[0005]为此，本技术的目的在于提出一种温度控制系统，以解决现有技术温度波动大的问题。
[0006]本技术提供一种温度控制系统，用于控制样品台的温度，所述温度控制系统包括气压维持系统、闭环气路制冷系统和温度维持系统；
[0007]所述闭环气路制冷系统包括循环泵、第一热交换管、第二热交换管，所述循环泵、所述第一热交换管、所述第二热交换管通过管道循环连接；
[0008]所述温度维持系统包括制冷液体罐和加热组件，所述制冷液体罐中设有制冷液，且所述第一热交换管处于制冷液中，所述加热组件和所述第二热交换管均安装在所述样品台的内部，所述样品台和部分所述管道位于密封腔体内；
[0009]所述气压维持系统用于通过所述管道向所述闭环气路制冷系统提供具有预设压强的气体，且所述气压维持系统提供的气体在所述循环泵的作用下先通过所述管道到达所述第二热交换管，再经过位于所述密封腔体内的管道到达所述第二热交换管，最后经过所述管道回到所述循环泵实现气流循环。
[0010]作为一种可选的实施方式，所述气压维持系统包括供气瓶和减压阀，所述供气瓶通过所述减压阀向所述管道内补充气体。
[0011]作为一种可选的实施方式，所述气压维持系统还包括第一电磁阀、第二电磁阀和数字压力控制器，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述管道连接，且所述第一电磁阀和所述第二电磁阀分别与所述数字压力控制器电性连接；
[0012]当所述管道内的压强低于所述预设压强时，所述数字压力控制器控制所述第一电磁阀打开，向所述管道内补充气体，以增加所述管道内的压强；当所述管道内的压强高于所述预设压强时，所述数字压力控制器控制所述第二电磁阀打开，使所述管道向外释放气体，以降低所述管道内的压强。
[0013]作为一种可选的实施方式，所述气压维持系统还包括第一针阀，所述第一针阀与所述第一电磁阀连接，所述第一针阀用于控制所述管道内增压的速度。
[0014]作为一种可选的实施方式，所述气压维持系统还包括第二针阀，所述第二针阀与所述第二电磁阀连接，所述第二针阀用于控制所述管道内减压的速度。
[0015]作为一种可选的实施方式，所述温度维持系统还包括测温热电偶，所述测温热电偶安装在所述样品台的内部。
[0016]作为一种可选的实施方式，所述温度维持系统还包括温度控制仪表，所述温度控制仪表位于所述密封腔体的外部，所述加热组件和所述测温热电偶分别与所述温度控制仪表电性连接。
[0017]作为一种可选的实施方式，所述第一热交换管采用热交换螺旋铜管。
[0018]作为一种可选的实施方式，所述第二热交换管采用热交换螺旋铜管。
[0019]作为一种可选的实施方式，所述加热组件采用加热电阻。
[0020]根据本技术提供的温度控制系统，通过气压维持系统向闭环气路制冷系统提供具有预设压强的气体，当管道内的气体流速达到某一特定值时，管道内的气体将变成相对稳定的层流，同时，管道中的气体经过第一热交换管后，气体温度降低到与制冷液温度相等，再经过位于密封腔体内的管道到达第二热交换管处与样品台进行热交换从而给样品台降温，通过加热组件能够给样品台加热，当样品台的加热功率与第二热交换管的热交换功率相等时，样品台的温度将趋于稳定；当样品台的加热功率大于第二热交换管的热交换功率时，样品台的温度将升高；当样品台的加热功率小于第二热交换管的热交换功率时，样品台的温度将降低，且样品台的低温的临界值是制冷液的温度值，最终能够实现稳定的控温目的，实测表明，温度波动在
±
0.005K以内。
[0021]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实施例了解到。
附图说明
[0022]本技术实施例的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1是本技术一实施例提供的温度控制系统的结构示意图；
[0024]图2是本技术的温度测试结果图；
[0025]图3是现有技术的温度测试结果图。
具体实施方式
[0026]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]请参阅图1，本技术一实施例提供的温度控制系统，用于控制样品台14的温度，所述温度控制系统包括气压维持系统、闭环气路制冷系统和温度维持系统。
[0028]所述气压维持系统包括供气瓶1、减压阀2、数字压力控制器3、第一电磁阀4、第一针阀5、第二电磁阀6、第二针阀20。
[0029]所述闭环气路制冷系统包括循环泵19、第一热交换管16、第二热交换管12，循环泵19、第一热交换管16、第二热交换管12通过管道18循环连接。本实施例中，第一热交换管16和第二热交换管12均采用热交换螺旋铜管。
[0030]所述温度维持系统包括制冷液体罐17和加热组件9。
[0031]制冷液体罐17中设有制冷液15，且第一热交换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种温度控制系统，用于控制样品台的温度，其特征在于，所述温度控制系统包括气压维持系统、闭环气路制冷系统和温度维持系统；所述闭环气路制冷系统包括循环泵(19)、第一热交换管(16)、第二热交换管(12)，循环泵(19)、第一热交换管(16)、第二热交换管(12)通过管道(18)循环连接；所述温度维持系统包括制冷液体罐(17)和加热组件(9)，制冷液体罐(17)中设有制冷液(15)，且第一热交换管(16)处于制冷液(15)中，加热组件(9)和第二热交换管(12)均安装在样品台(14)的内部，样品台(14)和部分管道(18)位于密封腔体(13)内；所述气压维持系统用于通过管道(18)向所述闭环气路制冷系统提供具有预设压强的气体，且所述气压维持系统提供的气体在循环泵(19)的作用下先通过管道(18)到达第一热交换管(16)，再经过位于密封腔体(13)内的管道(18)到达第二热交换管(12)，最后经过管道(18)回到循环泵(19)实现气流循环。2.根据权利要求1所述的温度控制系统，其特征在于，所述气压维持系统包括供气瓶(1)和减压阀(2)，供气瓶(1)通过减压阀(2)向管道(18)内补充气体。3.根据权利要求2所述的温度控制系统，其特征在于，所述气压维持系统还包括第一电磁阀(4)、第二电磁阀(6)和数字压力控制器(3)，第一电磁阀(4)和第二电磁阀(6)分别与管道(18)连接，且第一电磁阀(4)和第二电磁阀(6)分别与数字压力控制器(3)电性连接；...

【专利技术属性】
技术研发人员：许志强，许智，周泳，
申请(专利权)人：东莞市卓聚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：