[发明专利]一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统和方法

权利要求书

1.一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：包括输气管路(1)、高压管路(2)、低压管路(3)、进气管路(7)和被测杜瓦(9)；所述输气管路(1)的一端连通高压氮气气源，输气管路(1)的另一端通过三通分别连通有高压管路(2)和低压管路(3)，高压管路(2)和低压管路(3)的末端通过三通连通有进气管路(7)，进气管路(7)与被测杜瓦(9)连通；

所述输气管路(1)上按气流方向依次设有过滤器一(1-1)和球阀(1-2)；

所述高压管路(2)上按气流方向依次设有高压减压阀(2-1)、高压压力表(2-2)、高压安全阀(2-3)、高压电磁阀(2-5)和单向阀一(2-7)，且高压电磁阀(2-5)的两侧均设有截止阀一(2-6)；

所述低压管路(3)上按气流方向依次设有一级减压阀(3-1)、二级减压阀(3-2)、低压安全阀(3-3)、低压压力表(3-4)、低压电磁阀(3-6)、单向阀二(3-8)、加热筒组件(6)、过滤器二(3-9)和单向阀三(3-10)，且低压电磁阀(3-6)的两侧均设有截止阀二(3-7)；

所述被测杜瓦(9)包括瓶状壳体(9-5)，瓶状壳体(9-5)的内部设有与其同轴的隔热筒(9-4)，隔热筒(9-4)内设有与进气管路(7)连通的毛细管(9-1)，隔热筒(9-4)的下部设有杜瓦芯片(9-2)，毛细管(9-1)的底部出口靠近杜瓦芯片(9-2)，杜瓦芯片(9-2)内部嵌有测温二极管(9-3)，杜瓦芯片(9-2)的端面均匀环设有排气孔(9-7)，且环状布置的排气孔(9-7)位于隔热筒(9-4)内，所述瓶状壳体(9-5)的外壁设有与测温二极管(9-3)电连接的接线端子(9-6)。

2.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述高压管路(2)上设有与高压电磁阀(2-5)及其两侧的截止阀一(2-6)并列设置的高压备用管路(4)，高压备用管路(4)包括备用管线和备用高压电磁阀，备用高压电磁阀的两侧均设有截止阀。

3.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述高压管路(2)上设有压力传感器一(2-4)，压力传感器一(2-4)位于高压减压阀(2-1)与高压电磁阀(2-5)之间。

4.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述低压管路(3)上设有与低压电磁阀(3-6)及其两侧的截止阀二(3-7)并列设置的低压备用管路(5)，低压备用管路(5)包括备用管线和备用低压电磁阀，备用低压电磁阀的两侧均设有截止阀。

5.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述低压管路(3)上设有压力传感器二(3-5)，压力传感器二(3-5)位于二级减压阀(3-2)与低压电磁阀(3-6)之间。

6.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述加热筒组件(6)包括加热筒(6-4)、加热棒(6-1)、温度传感器(6-2)和温控仪(6-3)；所述加热棒(6-1)和温度传感器(6-2)均设置于加热筒(6-4)内，且加热棒(6-1)和温度传感器(6-2)均与温控仪(6-3)电连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述被测杜瓦(9)连通有排空管路，排空管路上设有质量流量计(8)。

8.根据权利要求1所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统，其特征在于：所述瓶状壳体(9-5)和隔热筒(9-4)均为隔热透明玻璃。

9.如权利要求1-8的任一项所述的一种用于杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、将被测杜瓦(9)安装于该杜瓦芯片疲劳试验的快速降温、升温系统中，被测杜瓦(9)与进气管路(7)、排空管路连通；

S2、对被测杜瓦(9)进行降温，打开输气管路(1)上的球阀(1-2)，高压电磁阀(2-5)通电打开，高压气源经过高压减压阀(2-1)降压后为常温高压氮气(15MPa、20℃)，常温高压氮气进入毛细管(9-1)，由于毛细管(9-1)的节流作用，杜瓦芯片(9-2)周围温度迅速降低，杜瓦芯片(9-2)内的测温二极管(9-3)实时监测杜瓦芯片(9-2)周围的温度，使杜瓦芯片(9-2)周围温度降到-196℃后保温10s，随后高压电磁阀(2-5)断电关闭；质量流量计(8)实时监测从被测杜瓦(9)中流出的气体流量，若质量流量计(8)监测流量值为零，则启动高压备用管路(4)的备用高压电磁阀；

S3、对被测杜瓦(9)进行升温，低压电磁阀(3-6)通电打开，高压气源经过一级减压阀(3-1)、二级减压阀(3-2)两级减压后为常温低压气体(0.1MPa、20℃)，常温低压气体进入加热筒组件(6)，通过调控温控仪(6-3)对进入到加热筒(6-4)内的常温低压气体加热成高温低压气体(0.15MPa、180℃)，随后高温低压气体进入毛细管(9-1)，高温低压气体经过毛细管(9-1)排出的过程为绝热放气，高温低压气体对杜瓦芯片(9-2)进行加热，杜瓦芯片(9-2)内的测温二极管(9-3)实时监测杜瓦芯片(9-2)周围的温度，使杜瓦芯片(9-2)周围温度升到20℃后保温10s，随后低压电磁阀(3-6)断电关闭；同理，若质量流量计(8)监测流量值为零，则启动低压备用管路(5)的备用高压电磁阀；

S4、然后按上述步骤进行下一次降温、升温工作，累计试验次数，即杜瓦芯片(9-2)可重复性工作次数。