[发明专利]一种高温柜样品盒的测温装置及其测量方法

说明书

本发明涉及一种针对空间站高温柜样品盒的测温装置及方法；本发明装置包括：热电偶测量模块、第一温度传感器和信号处理电路板；热电偶测量模块用于测量高温柜中测量点温度；第一温度传感器用于测量热电偶测量模块的冷端温度；信号处理电路板用于对热电偶测量模块测量的环境温度进行处理，并使用第一温度传感器测量的热电偶冷端温度作为补偿，从而获得高温柜样品盒中测量点的温度。本发明方法包括：测量高温柜样品盒中5个测量点的温度；测量模块的冷端温度；对测量点的温度和冷端温度分别进行模数转换，并进行硬件滤波和软件滤波处理，使用冷端温度对热电偶测量的温度进行冷端补偿，最终获得高温柜样品盒中5个测温点的温度。

技术领域

本发明涉及空间科学实验与计算机技术领域，具体涉及一种针对高温柜样品盒的测温装置及其方法。

背景技术

进入二十世纪后，人类在物理、化学等基础领域取得了突破性的进展，对于不同种类的材料研究更加深入，逐渐演变出现代材料科学，对于人们获得更高质量的材料具有突出贡献，为了获得具有更加优异性能的材料，获取新的制备工艺是必不可少的。然而在地球的环境中，地球的重力场会对制备材料产生较大影响，例如沉浮、对流和流体静压力都会成为制备新材料和影响材料性能的阻碍。

随着航天时代的到来，我国已经建立起自己的空间站，能够在太空环境中进行一系列科学实验，可以利用太空的微重力环境，为制备这种新型材料创造条件。空间站中高温材料科学实验柜，高温材料实验炉的温度传感器是安装在炉子当中，它测量的是加热区的温度。而材料样品是放置在样品盒的安瓿中，材料感受到的温度并不是炉子的温度。在材料生长的过程中需要测量样品表面的真实温度，这对材料科学家研究材料的形成机理至为重要。因此就需要对高温柜中样品表面的温度进行测量，发明了一种针对高温柜样品盒的测温方法，并设计了测温电路。

发明内容

本发明的目的在于实现对空间站高温柜中样品表面的温度进行测量，提出一种高温柜样品盒的测温装置及其测量方法。

为达到上述目的，本发明通过下述技术方案实现。

本发明提出了一种针对高温柜样品盒的测温装置，设置在高温柜中，所述装置包括：热电偶测量模块、第一温度传感器和信号处理电路板；

所述热电偶测量模块，用于测量高温柜中样品盒中测量点的温度；

所述第一温度传感器，用于测量热电偶测量模块的冷端温度；

所述信号处理电路板，用于对热电偶测量模块测量的温度进行处理，并使用第一温度传感器测量的热电偶冷端温度作为补偿，从而获得高温柜样品盒中测量点的温度。

作为上述技术方案的改进之一，所述热电偶测量模块，包括5个热电偶；所述5个热电偶分别测量样品盒中5个测温点处的温度，并分别传输到信号处理电路板中。

作为上述技术方案的改进之一，所述信号处理电路板包括：AD转换板和MCU通讯接口板；

所述AD转换板，用于对热电偶测量模块和第一温度传感器测量的温度信号分别进行数模转换；

所述MCU通讯接口板，用于对热电偶测量模块和第一温度传感器测量的温度信号经数模转换后的数据进行处理，包括：硬件滤波和软件滤波，最终获得测量的高温柜样品盒中5个测温点的温度。

作为上述技术方案的改进之一，所述装置还包括：信号连接板和隔离模块；

所述信号连接板，用于连接MCU通讯接口板和高温柜的控制模块，将测量的温度传递到高温柜的控制模块；

所述隔离模块，包括：电源隔离器、AD转换隔离器和通讯接口隔离器；

所述电源隔离器，用于将高温柜控制模块提供的电源，通过隔离之后接入到高温柜样品盒测温电路中；

所述AD转换隔离器，用于将MCU通讯接口板与AD转换板隔离；