[实用新型]一种有效的气冷低温恒温控制系统

说明书

本实用新型公开了一种有效的气冷低温恒温控制系统，它涉及低温的恒温控制系统领域。包括储气装置、冷气装置和传感器及自动PID控制设备，储气装置与冷气装置相连，冷气装置与传感器及自动PID控制设备相连；所述的储气装置包括储气瓶、主阀门和减压器，储气瓶顶部设置有主阀门，主阀门与减压器相连。本实用新型便于快速构建和操作的、适用于普冷区的低温恒温控制系统。

技术领域

本实用新型涉及的是低温的恒温控制系统领域，具体涉及一种有效的气冷低温恒温控制系统。

背景技术

制冷技术是研究获得低温的方式及其机理和应用的科学技术，根据温度分布的不同，以120K为分界线划分为普冷低温领域和深冷低温领域两大部分。从300K～120K为普冷低温区，也是本发明低温技术的使用区域。低温环境下，物质的结构形态、物理性质、化学行为与常温时的状况发生明显变化，因此其在凝聚态物理、材料科学、化学化工、环境科学、电子元器件制造等学科中有极其广泛的应用。尤其在科研学术领域，低温条件下的样品的制备、性质探测比常温时更容易，使得更有利于样品各个方面性质信息的研究。国内外的制冷技术虽然已经比较成熟，但是一般又结构复杂，比如机械制冷。在实验室环境中，大的震动和噪音是很不利的。而本实用新型的这套低温恒温系统不仅结构简单，无震动与噪音，而且采用的是气冷方式，使得制冷时可以对被冷器部件无机械接触，这就彻底消除了制冷设备对被冷单元空间位置变换时的约束，极大的拓展了边界条件。在此基础上本实用新型采用智能化控制方法，使得在普冷区任意设定温度值，温度控制精度可达±0.2℃，且自动化实现。

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种有效的气冷低温恒温控制系统，便于快速构建和操作的、适用于普冷区的低温恒温控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：一种有效的气冷低温恒温控制系统，包括储气装置、冷气装置和传感器及自动PID控制设备，储气装置与冷气装置相连，冷气装置与传感器及自动PID控制设备相连；所述的储气装置包括储气瓶、主阀门和减压器，储气瓶顶部设置有主阀门，主阀门与减压器相连。

作为优选，所述的主阀门为金属球阀。

作为优选，所述的减压器出口与相同口径的塑料管路通过EPC快速接头相连接，塑料管路另一端通过快拧接头与截止阀门相连，截止阀门末端设置有电动阀门，电动阀门另一端与螺线型金属管路相连。

作为优选，所述的冷气装置采用杜瓦桶H，螺线型金属管路底端固定在杜瓦桶H中，杜瓦桶H内部充满低温液体。

作为优选，所述的传感器及自动PID控制设备包括传感器K和温度控制仪，传感器设置在绝缘上盒和绝缘下盒组成的绝缘盒内，绝缘盒内还设置有被冷器件，被冷器件对着螺线型金属管路吹出的冷气，传感器与温度控制仪相连。

本实用新型主要由储气装置、冷气装置部分和传感器及自动PID控制设备两部分构成。其中储气装置为装有十几兆帕高纯气体的钢瓶。钢瓶顶部是用金属球阀作为主阀门，与球阀外相连接的是一个标准减压器，配合主阀控制减压器出口压力。一般使用时减压器出口压力在 0.15-0.3MPa之间。减压器出口与相同口径的塑料管路通过EPC快速接头相连接。塑料管路另一端使用快拧接头与截止阀门相连。截止阀可以进一步精确控制气流量，进而控制冷却功率。在截止阀门末端是电控阀门，动作频率可以达到2-3次/秒，此阀门是整个温度控制的主要执行机构。在阀门另一端是螺线管型金属管路，此金属管路固定在冷却液桶中。冷却液桶为杜瓦桶，保温极佳。桶内冷却液根据需要可自行调节容量。由金属管路排出的气体可以吹向被冷器件，在器件合适位置安装温度传感器，所采用的温度传感器有体积小，测量滞后小、机械性能好、耐振，抗冲击、表面平滑与器件接触无空隙、便于安装、使用寿命长等诸多优点。由传感器回馈的信号被温度控制单元采集，经过PID运算，输出执行信号给继电器，进而控制电动阀门动作，从而调整气流量已达到冷却器件、控制温度的目的。