[实用新型]一种具有独立真空室的检定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种检定装置，尤其是涉及一种采用制冷机作为冷源的具有独立真空室的检定装置。

背景技术

目前，4K-273K温区的精密温度计检定一般采用比较法。根据热力学第零定律：如果两个热力系的每一个都与第三个热力系处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。将标准温度计与被检温度计放入一个均匀温度场，如比对铜块中，使标准温度计与被检温度计同时分别与比对铜块之间建立热平衡，通过被检温度计与标准温度计的温度－电阻关系比较，实现对被检温度计的检定。

如图1所示，传统的检定装置主要由低温杜瓦101、低温恒温器103和数据采集系统三部分组成。低温杜瓦101中的液氦102作为冷源为整个装置提供冷量；低温恒温器103通过抽真空管道将其内部的测量室抽至高真空状态，减少真空室中剩余气体传热而给比对铜块温度均匀性带来的不利影响，然后通过控制低温恒温器103的加热器来控制比对铜块的温度，实现4K～273K温区的任意设定温度点，为被检温度计和标准温度计提供可控温的高真空工作环境；当比对铜块温度达到设定温度，与引线管相连自动化的数据采集系统采集到各被检温度计与标准温度计在设定温度点的相关数据，采集后的数据处理后，获得了被检温度计温度与电阻的对应关系，从而实现了对被检温度计的检定。

上面传统的检定装置在4K-273K范围内对温度计的标定测量中，必须采用液氦作为冷源，每次实验消耗的液氦达到20升以上，然而，我国是氦气资源极为匮乏的国家，严重依赖进口，且自2006年以来，由于美国将氦气定为战略物资，而限制液氦的出口量，导致液氦的价格由原来60～80元/升，上涨到目前240元/升以上。即便是液氦价格如此昂贵，液氦的供应也不是很容易保障。在液氦供应正常的情况下，一般也要等待液氦储槽的周转；一旦液氦供应紧张，时常会出现因液氦供应的原因无法按时开展低温实验的情况。以液氦为冷源进行精密温度计检定测量时，为了节省液氦，通常要先使用液氮进行预冷，预冷时间为10-12h；预冷后，再用高压氮气将杜瓦中的液氮压入储罐，整个过程需要1h左右；然后，进一步将杜瓦抽至高真空状态，以保证降至液氮温度的杜瓦瓶内不残留氮气；接下来再次充入氦气预冷；最后才充入液氦进行试验。与测量热物性等参数不同，精密的温度计检定测量的特点是一次能够同时实现几十支次的温度计检定，且测量点数较多，通常为50-100点。因此，测量周期通常可达到24小时以上，测试周期较长。为了节省液氦，实验操作人员通常几班倒换连续进行实验。实验结束后，还要通过回气、压缩，对氦气进行回收。在控温过程中：对于低温区控温，随着液氦的蒸发导致液氦面下降，还要对液氦面进行实时监测，当液氦面降低到一定高度时，恒温器内比对铜块的温度会有所回升，通常需要补充液氦来降低温度，控温相对困难；对于150K至300K温区，由于冷源的温度固定（液氦为4.2K）,比对铜块与冷源之间的温差较大，要使比对铜块温场稳定必须加大加热功率，控温也同样困难。另外，由于冷源的限制，通常杜瓦中的液氦是要通过储液罐来进行传输。无论是杜瓦还是液氦罐体积都非常庞大，不适合移动作业。因此，以液氦为冷源的精密温度计检定测量费时、费力、控温困难且严重依赖于冷源供应。

实用新型内容

本专利旨在解决传统精密检定装置所面临的液氦缺乏、操作复杂、控温困难等问题。提供一种操作简单、测试周期短、运行成本较低的以制冷机为冷源的精密低温温度检定装置。

本实用新型提供一种具有独立真空室的检定装置，该检定装置包括：制冷机，所述制冷机为所述检定装置提供冷量，作为所述检定装置的冷源；所述制冷机具有至少一个冷头，所述制冷机的冷头与控温铜块连接；其特征在于：所述制冷机的冷头与控温铜块之间设置有减震部件，且所述控温铜块与防辐射屏之间形成相对独立的真空室。

其中，在所述真空室中包括比对铜块，在所述比对铜块上设置有控温温度计。

其中，所述至少一个冷头的温度可以通过制冷机的输入功率进行调节，所述至少一个冷头包括一级冷头和二级冷头。

其中，所述检定装置包括第一防辐射屏、第二防辐射屏和第三防辐射屏，其中，所述第二防辐射屏与控温铜块连接。

其中，在所述控温铜块上设置有加热丝或加热膜，所述加热丝或加热膜实现对比对铜块的温度进行调整。

其中，所述控温铜块与支撑杆连接，在所述支撑杆的下方连接有一级防辐射屏和比对铜块。

其中，在所述比对铜块上设置有标准温度计和至少一个待测温度计。

其中，所述制冷机选自震动较小的脉冲管制冷机、GM制冷机或斯特林制冷机。

其中，在制冷机的保护壳上设置真空接口和引线接口。