一种用于微重力环境下的恒温箱制造技术

本发明专利技术提供的一种用于微重力环境下的恒温箱，包括：箱体，具有适于容纳样本的内胆，内胆的胆壁为中空结构，该中空结构形成风道；风道的底部设置有与内胆内腔连通第一气孔，风道的顶部设置有与内胆内腔连通第二气孔；制冷器，安装在箱体上，制冷器的冷端位于第二气孔处，该冷端处安装有风扇，风扇适于驱动气体经冷端后流入风道内；电控箱，安装在箱体上，电控箱与制冷器以及内胆的测温点信号连接。本发明专利技术的通过热传导和风道强制对流的方式对内胆的内腔进行制冷，无需匹配复杂的气液循环装置，受微重力的影响小、温控精度高、且便携度高。且便携度高。且便携度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微重力环境下的恒温箱


[0001]本专利技术涉及恒温箱
，具体涉及一种用于微重力环境下的恒温箱。

技术介绍

[0002]在太空环境下，对包括人的体液样本、动物组织、细胞样本和试剂等在内的各类样本需提供恒温保存环境。
[0003]目前，市面上的恒温箱一般需要匹配复杂的气液循环装置、来对箱内环境进行降温；在微重力环境下，存在很多不可控量，如引力变化、温度变化、辐射影响等，都可能会影响到气液循环装置的准确性；因此，市面上的恒温箱不能满足太空任务高可靠性、微重力适应性、便携性、控温精度等使用需求，在太空恒温箱这个
为空白。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的恒温箱无法适应微重力环境的缺陷，从而提供一种用于微重力环境下的恒温箱。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供的用于微重力环境下的恒温箱，包括：
[0006]箱体，具有适于容纳样本的内胆，所述内胆的胆壁为中空结构，该中空结构形成风道；所述风道的底部设置有与所述内胆内腔连通第一气孔，所述风道的顶部设置有与所述内胆内腔连通第二气孔；
[0007]制冷器，安装在所述箱体上，所述制冷器的冷端位于所述第二气孔处，该冷端处安装有风扇，所述风扇适于驱动气体经所述冷端后流入风道内；
[0008]电控箱，安装在所述箱体上，所述电控箱与所述制冷器以及所述内胆的测温点信号连接。
[0009]进一步地，所述制冷器为半导体制冷器，所述半导体制冷器的热端处贴设有第一液冷板。
[0010]进一步地，所述制冷器的冷端连接有翅片，所述翅片围合成一个环形结构，所述风扇位于该环形结构的中心处。
[0011]进一步地，所述制冷器具有并联设置的多个，多个所述制冷器分别与所述电控箱信号连接，其中至少一个所述制冷器处于备份状态。
[0012]进一步地，还包括：
[0013]第二液冷板，集成在所述电控箱上，用于对所述电控箱进行散热。
[0014]进一步地，所述内胆的外侧壁设有保温层。
[0015]进一步地，所述箱体的外侧壁上安装有触摸液晶屏，所述触摸液晶屏与所述电控箱信号连接，所述触摸液晶屏用于设定温度、工作参数以及显示工作状态等信息。
[0016]进一步地，所述内胆的内侧壁上安装有照明组件。
[0017]进一步地，所述内胆的内腔中具有多个上下间隔设置的搁架，所述搁架可抽拉的连接在所述内胆的内侧壁上。
[0018]进一步地，所述箱体的外侧壁上设有安装孔，适于通过所述安装孔进行安装固定。
[0019]进一步地，所述内胆内设置有微型摄像头，所述微型摄像头与电控箱信号连接，所述微型摄像头用于实时监测样本的状态。
[0020]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0021]1.本专利技术提供的用于微重力环境下的恒温箱，内胆中的气体经冷端降温后，由风扇驱动其经第二气孔流至风道，风道内的气体经第一气孔流至内胆，气体在风道与内胆之间进行强制对流、降温；同时，冷端又能够通过热传导对内胆进行直接降温；电控箱根据内胆的温度信号，来调节制冷器的参数以使内胆达到预设的恒定温度。上述的恒温箱，通过热传导和风道强制对流的方式对内胆的内腔进行制冷，无需匹配复杂的气液循环装置，受微重力的影响小、温控精度高、且便携度高。
[0022]2.本专利技术提供的用于微重力环境下的恒温箱，半导体制冷器具有体积小、质量轻等特点，有利于降低恒温箱的自重。
[0023]3.本专利技术提供的用于微重力环境下的恒温箱，具有处于备份状态的制冷器，当工作的制冷器异常时，可以通过电控箱控制备份制冷器接入、工作。
[0024]4.本专利技术提供的用于微重力环境的恒温箱，内胆以及箱体采用铝合金框架以及蒙皮的组成方式，不仅充分考虑了抗力性能，也做到了减重设计，满足恒温箱搭载飞船上行的振动和冲击环境要求。恒温箱的热源集中在电控箱的电源转换模块和半导体制冷器处，故采用外部提供的水冷散热，分别在半导体制冷器的热端和电控箱电源转换模块处设置液冷板，通过液冷将热量导出，具有良好的散热性能。恒温箱结构设计中，将故障率相对较高的电控箱和风扇做成ORU，布局于易拆装的部位，以方便更换或者维修，箱内各组部件均便于安装或拆卸；采用模块化设计，减少组部件数量，提高部件或组件的集成度，缩短维修周期。恒温箱通电后，进行电源电压、温度、风扇状态、制冷器状态和门锁状态的自检，软件会将这些状态信息通过RS422接口的数据包传送给外部计算机，具备良好的测试性。恒温箱在电路的设计过程中，充分考虑了建造规范及可靠性保证大纲的要求，按照可靠性设计思想、准则的要求进行了简化设计、继承性设计、元器件选用控制、冗余设计、耐环境设计、余量降额设计以及抗锁定等其它的可靠性设计，充分考虑了空间环境对产品的影响；同时恒温箱采用对制冷模块进行冗余备份的方式提高恒温箱整体的可靠性，通过以上设计方案可保证恒温箱产品的可靠性：0.98，置信度0.7。恒温箱在运行过程中无振动无噪音，且具备功耗小，重量轻、大容量等特点，可满足太空中资源紧张的使用需求，同时具备在
‑
5℃至40℃范围内快速制冷、快速加热、恒定温度等功能，可满足太空医学实验、生化检测及细胞培养等不同需求。恒温箱涉及机、电、热三个方面，故安全性设计主要也从这三个方面考虑，具有良好的安全性设计。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1为本专利技术中提供的恒温箱的结构原理图。
[0027]图2为恒温箱的爆炸视图。
[0028]图3为去除外层蒙皮的内胆的示意图。
[0029]图4为内胆的内部示意图。
[0030]图5为制冷器的结构示意图。
[0031]图6为第一液冷板与第二液冷板的连接关系示意图。
[0032]图7为箱门的爆炸示意图。
[0033]图8为光电开关的位置关系示意图。
[0034]附图标记说明：
[0035]1、安装孔；2、制冷器；3、电控箱；4、内胆；5、第一气孔；6、第二气孔；7、外壳；8、风道；9、箱门；10、内层蒙皮；11、支撑架；12、外层蒙皮；13、第一液冷板；14、铜板；15、翅片；16、风扇；17、照明组件；18、导槽；19、搁架；20、保温层；21、第二液冷板；22、进液口；23、出液口；24、铝制外层；25、塑料隔框；26、塑料内层；27、密封条；28、触摸液晶屏；29、光电开关；30、凸点；31、门锁；32、微型摄像头。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微重力环境下的恒温箱，其特征在于，包括：箱体，具有适于容纳样本的内胆(4)，所述内胆(4)的胆壁为中空结构，该中空结构形成风道(8)；所述风道(8)的底部设置有与所述内胆(4)内腔连通第一气孔(5)，所述风道(8)的顶部设置有与所述内胆(4)内腔连通第二气孔(6)；制冷器(2)，安装在所述箱体上，所述制冷器(2)的冷端位于所述第二气孔(6)处，该冷端处安装有风扇(16)，所述风扇(16)适于驱动气体经所述冷端后流入风道(8)内；电控箱(3)，安装在所述箱体上，所述电控箱(3)与所述制冷器(2)以及所述内胆(4)的测温点信号连接。2.根据权利要求1所述的用于微重力环境下的恒温箱，其特征在于，所述制冷器(2)为半导体制冷器(2)，所述半导体制冷器(2)的热端处贴设有第一液冷板(13)。3.根据权利要求2所述的用于微重力环境下的恒温箱，其特征在于，所述制冷器(2)的冷端连接有翅片(15)，所述翅片(15)围合成一个环形结构，所述风扇(16)位于该环形结构的中心处。4.根据权利要求1所述的用于微重力环境下的恒温箱，其特征在于，所述制冷器(2)具有并联设置的多个，多个所述制冷器(2)分别与所述电控箱(3)信号连接，其中至少一个所述制冷器(2)处于备份状态。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喆，许志，刘伟波，韦明，张煜，余新明，陈军伟，张爱民，刘石神，吕慧峰，姚宇华，许文龙，李保雨，陈要玲，张腾飞，
申请(专利权)人：中国航天员科研训练中心，
类型：发明
国别省市：