一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置，所述测量装置主要由电子天平、流量计、数字源表、恒温器、计算机控制系统组成，所述电子天平、流量计和数字源表分别通过RS232串口与计算机控制系统通信，所述计算机控制系统内配置秒表计时器；所述杜瓦组件放置在电子天平上，或者放置在恒温器(8)的恒温腔体(18)中，进行称量法或流量法的热负载测量。本实用新型专利技术中电子天平、质量流量计和数字源表与软件编程秒表计时器构成质量、质量流量、电压和时间测量模块，能够测量和绘制质量－时间、质量流量－时间和电压－时间曲线。恒温器解决了70℃高温工作状态热负载测量问题，减小了测量误差和测量不确定度，提高了测量质量。

A comprehensive measuring device for the adiabatic characteristics of Dewar components

The utility model discloses a comprehensive measuring device for the adiabatic characteristics of a Dewar component. The measuring device consists of an electronic balance, a flowmeter, a digital source table, a thermostat and a computer control system. The electronic balance, the flowmeter and the digital source table are communicated with the computer control system through the RS232 serial port, and the calculation is calculated. The stopwatch timer is configured in the machine control system; the Dewar component is placed on the electronic balance or placed in the thermostat (18) of the thermostat (8) to measure the thermal load of the weighing method or the flow method. In the utility model, the electronic balance, the mass flowmeter and the digital source table and the software program stopwatch timer constitute the quality, mass flow, voltage and time measurement modules, and can measure and draw the quality time, mass flow time and voltage time curves. The thermostat solves the problem of measuring the heat load at the working condition of 70 degree high temperature, reduces the measurement error and the measurement uncertainty, and improves the measurement quality.

【技术实现步骤摘要】
一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置
本技术涉及杜瓦绝热特性测量
，尤其涉及一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置。
技术介绍
目前，广泛采用液氮蒸发原理测量红外探测器封装杜瓦的热负载，有应用天平和计时器测量质量和时间的称量法，有应用气体流量计测量质量流量或体积流量的流量法。热负载由式Q＝LM求得，式中：Q是通过杜瓦传导、对流、辐射传热导入内管积存液氮的总热流，称作热负载(W或者mW)；L是液氮在标准状态下(0℃和1.013E+5Pa)的汽化潜热(汽化焓变ΔH)，为199.3J/g或者161.6J/mL；M是单位时间蒸发的液氮量(mL/s或者g/s)。在传统人工测量方法中，无论是称量法还是流量法都要求人工识别检测时刻，常有漏测或误判检测时刻发生。测量操作者是测量仪器的一部分，要求认真仔细地观察识别稍纵即逝的检测时刻，受到操作者经验限制，测量结果误差较大。近年来，有应用计算机采集电子天平或流量计测量数据的测试装置出现，把测量过程图形化存储回放，方便人工识别检测时刻，避免了漏测的发生，判读和识别检测时刻仍然由人工来完成，与传统人工测量比较，并没有实质的进步，测量结果不确定度很大。一般在环境温度非恒温条件下测量，灌注液氮使得机械接口处结霜和温度过低，导致热端偏离了正常工作状态，冷热端温差减小改变了传导漏热，测量得到的热负载偏小，不能真实反映红外探测器封装杜瓦的真空绝热特性。另外，传统测量方法规定检测时刻为液氮耗尽时刻，称量法或流量法都难以准确判定液氮耗尽时刻，测量结果蕴含人工识别检测时刻的随机测量误差。冷端温度采用二级管PN结的温度特性来测量。冷端温度是指杜瓦内管冷端能够达到的最低温度，由液氮定标二极管温度系数和检测二极管电压计算而得。冷端温差是指杜瓦内管冷端温度与液氮定标二极管温度之差，冷端温差是由冷端结构和工艺特征决定的。通常传导漏热占到总漏热的80％以上，在传导、对流和辐射漏热，以及PN结焦耳热的综合作用下，冷端温差除热负载(总漏热)得到表观热阻/℃/W，可以直观的近似反映冷端温差消耗的制冷功率。
技术实现思路
为了提高测量准确度和客观真实地测量红外探测器封装杜瓦的热负载，本技术提供一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置。本技术能够检验红外探测器/杜瓦、杜瓦的真空完善性和冷端表观热阻，以及红外探测器/杜瓦/制冷器的启动时间，可以用于红外探测器/杜瓦/制冷器、红外探测器/杜瓦、杜瓦和其他小型真空绝热容器的热负载和冷端温度测量。本技术的技术方案如下：一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置，所述测量装置主要由电子天平、流量计、数字源表、恒温器和计算机控制系统组成，所述电子天平、流量计和数字源表分别通过RS232串口与计算机控制系统通信，所述计算机控制系统内配置秒表计时器，并提供液氮和温度检测判据的选项；所述杜瓦组件放置在电子天平上，或者放置在恒温器8的恒温腔体18中，进行称量法或流量法的热负载测量。进一步地，所述杜瓦组件中杜瓦内管热端的机械接口1密封穿过热沉2中央孔中，机械接口1内插入密封测量接口5，密封测量接口5与流量计6之间为刚性连接；所述热沉2侧边设有腰形和圆形开孔。进一步地，所述恒温器8包括热风机9、铂电阻、温度控制器11、热沉2、固定热沉7、恒温腔体18和电源，热风机9产生热风通过右侧板12进风道流入热沉2、固定热沉7和恒温腔体18内，热交换后的热风通过左侧板10回风道流入热风机9进风口，提供室温～70℃恒温环境；恒温腔体18包裹和支撑被测杜瓦组件，铂电阻安装在固定热沉上，监测控制热沉温度，热沉2与被测杜瓦组件机械接口连接。进一步地，所述杜瓦组件中杜瓦内管热端的机械接口1穿过热沉2中央孔，杜瓦组件放置在恒温腔体18的安装孔中，热沉2搭接在恒温腔体18的V形承座内，热沉2与恒温腔体18构成封闭恒温腔包裹被测杜瓦组件。进一步地，所述杜瓦组件设有连接电缆4，连接电缆4将冷端测温二级管PN结连接到数字源表。进一步地，所述杜瓦组件中杜瓦内管热端的机械接口1穿过热沉2中央孔后放置在电子天平上。进一步地，所述杜瓦组件为杜瓦、红外探测器/杜瓦或红外探测器/杜瓦/制冷器。本技术第二方面，提供一种杜瓦组件绝热特性综合测量方法，所述方法操作如下：在室内环境温度下测量，接通电子天平电源开关，将杜瓦组件放置到电子天平上，按压去皮按钮置初始称量指示读数为0，取出杜瓦组件将液氮灌注到杜瓦3内管里，待内管积存液氮液面距离热端机械接口端面1/3时，把杜瓦组件放置到电子天平上，运行计算机控制系统上的测量控制软件，在称量法选项卡里点击启动按钮，开始测量，液氮蒸发气化完毕，点击停止按钮，结束测量；或者接通流量计电源，显示器指示质量流量读数为0，把流量计6上的密封测量接口5插入灌注了液氮的杜瓦3内管热端机械接口1中，运行计算机上的测量控制软件，在流量法选项卡里点击启动按钮，开始测量，液氮蒸发气化完毕，点击停止按钮，结束测量，恒定温度室温～70℃测量时，将杜瓦3放置在恒温腔体18中，安装热沉2，接通恒温器8电源，待恒温器温度控制器指示设定控制温度值读数时，将液氮灌注到杜瓦3内管里，待内管积存液氮液面距离热端机械接口1端面1/3，把流量计6上的密封测量接口5插入灌注了液氮的杜瓦3内管热端机械接口1中，运行计算机上的测量控制软件，在流量法选项卡里点击启动按钮，开始测量，液氮蒸发气化完毕，点击停止按钮，结束测量。进一步地，所述测量杜瓦冷端温度过程如下：将连接电缆4安装连接到二极管PN结的输出插针端子上，接通数字源表电源开关，数字显示屏上指示PN结输出电压读数，在热负载测量过程中，测量控制软件同时采集质量或质量流量、电压数据，直接测量量与间接测量量热负载、温度实时显示在窗口上，测量结束，显示实测热负载值、最低冷端温度值和冷端温差。本技术能够测量红外探测器/杜瓦/制冷器、红外探测器/杜瓦、杜瓦和其他小型真空绝热容器热负载和冷端温度的红外探测器/杜瓦/制冷器绝热特性综合测量装置，能够检验红外探测器/杜瓦、杜瓦的真空完善性和冷端表观热阻，以及红外探测器/杜瓦/制冷器的启动时间。它是由电子天平、流量计、2400源表、温度传感器和恒温器，以及计算机和控制软件组成。电子天平、质量流量计和2400源表与软件编程秒表计时器构成质量、质量流量、电压和时间测量模块，能够测量和绘制质量－时间、质量流量－时间和电压－时间曲线。恒温器解决了70℃高温工作状态热负载测量问题，减小了测量误差和测量不确定度，提高了测量质量。“数字源表”与“2400源表”等效，数字源表是一类仪器的通用名，2400源表指这类仪器中一个型号的仪器。另外，“2400源表”、“数字源表”都可以用“电压表和恒流源”代替。恒温器包括热风机、铂电阻、温度控制器、热沉(热交换器)、恒温腔体和电源，提供室温至70℃恒温环境。循环热风流过恒温腔体和热沉，恒温腔体包裹和支撑被测样品，铂电阻安装在固定热沉上，监测控制热沉温度，热沉与被测样品机械接口连接，保持热端温度恒定在设置环境温度下，模拟室温工作状况或70℃高温工作状况，消除结霜和机械接口温度过低的影响，保证测量准确可靠。填补了传统人工测量无法检测70℃高温工作状态的空白。所述计算机控制系统提供了液氮和温度检测判据的选项，能够灵活方便的选择检测判本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置，其特征在于，所述测量装置主要由电子天平、流量计、数字源表、恒温器和计算机控制系统组成，所述电子天平、流量计和数字源表分别通过RS232串口与计算机控制系统通信，所述计算机控制系统内配置秒表计时器，并提供液氮和温度检测判据的选项；所述杜瓦组件放置在电子天平上，或者放置在恒温器(8)的恒温腔体(18)中，进行称量法或流量法的热负载测量。

【技术特征摘要】
1.一种杜瓦组件绝热特性综合测量装置，其特征在于，所述测量装置主要由电子天平、流量计、数字源表、恒温器和计算机控制系统组成，所述电子天平、流量计和数字源表分别通过RS232串口与计算机控制系统通信，所述计算机控制系统内配置秒表计时器，并提供液氮和温度检测判据的选项；所述杜瓦组件放置在电子天平上，或者放置在恒温器(8)的恒温腔体(18)中，进行称量法或流量法的热负载测量。2.根据权利要求1所述的杜瓦组件绝热特性综合测量装置，其特征在于，所述杜瓦组件中杜瓦内管热端的机械接口(1)密封穿过热沉(2)中央孔中，机械接口(1)内插入密封测量接口(5)，密封测量接口(5)与流量计(6)之间为刚性连接；所述热沉(2)侧边设有腰形和圆形开孔。3.根据权利要求1所述的杜瓦组件绝热特性综合测量装置，其特征在于，所述恒温器(8)包括热风机(9)、铂电阻、温度控制器(11)、热沉(2)、固定热沉(7)、恒温腔体(18)和电源，热风机(9)产生热风通过右侧板(12)进风道流入热沉(2)、固定热沉(7)和恒温腔体(18)内...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建林，徐世春，陈正超，钱昆仑，沈练，何胤，何建豪，
申请(专利权)人：昆明物理研究所，
类型：新型
国别省市：云南,53