[实用新型]水三相点瓶自动冻制与保存装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于对水三相点瓶进行自动冻制与保存的装置，以及对所述水三相点瓶进行自动冻制与保存的方法。 

背景技术

水三相点是热力学温度固定点，它是由特殊工艺制作的水三相点瓶来复现的。通常水三相点瓶的内部处于纯水和水蒸气二相状态，为了实现三相共存，需冻制三相点瓶，使水结冰，从而达到冰、水、水蒸气三相共存状态，理论上表征三相共存的物理量温度是唯一的，赋值为0.01℃。 

通常冻制水三相点瓶的传统手工方法有二种：1)液氮、液氧或干冰等冷媒直接倒入水三相瓶的中心阱内，瓶内的水瞬间结冰，形成放射状冰花，然后由底往上，一层层冻制，直到三相点瓶上部冻完，由下往上形成冰套，水三相点瓶冻制完成。2)将水三相点瓶放在有机械制冷的低温浴内，浴的温度要＜-4℃，纯水不会自然结冰，需外部进行干扰或刺激，通常采用的办法是将三相点瓶从低温浴中取出，进行轻度的摇晃，看其能否结冰，若不能结冰，再放回低温浴中继续冷却，重复上述过程直到三相点瓶结冰，冻制方可完成。 

然而，采用传统手工方法冻制水三相点瓶的缺点有三点：速冻容易使瓶冻裂，冻制水三相点瓶的冷媒介质温度很低，如最常用的液氮为77K(-196℃)，将如此低温的液氮倒入水三相点瓶阱8内，稍有不慎或方法不得当，就会使瓶子冻裂，即使冻制好之后，由于冻制冷媒介质的温度过低，冰套形成放射状无规则分布，呈白色，俗称“过冷”，其温度低于水三相点温度，使得示值出现过大偏差，此时需要在保存器内放置至少12小时使其回冷，影响工作效率。在低温浴内冻制时，要不时的取出瓶子摇晃，也容易造成水三相点瓶的损坏。现在单支水三相点瓶加上检定费较高，容易造成经济损失。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种全自动的水三相点自动冻制与保存装置，从根本上解决手工冻制易于损坏瓶体、过冷而造成三相点温度示值偏低，以及回冷过程延误时间，影响工作效率的问题。 

本实用新型提供了一种水三相点自动冻制与保存装置，其包括：制冷恒温槽，在该制冷恒温槽中具有液体介质，该制冷恒温槽包括混合区和工作区；压缩机制冷机组，该压缩机制冷机组对所述液体介质进行制冷；其特征在于：制冷恒温槽的工作区中具有水三相点 瓶。 

其中，进一步包括搅拌电机，所述搅拌电机位于所述制冷恒温槽的混合区。 

其中，进一步包括隔板，所述隔板位于制冷恒温槽中，将所述制冷恒温槽分为混合区和工作区。 

其中，所述隔板的下半部分具有过液孔。 

其中，进一步包括控制模块，所述控制模块控制对水三相点瓶的冻制和/或保存状态。 

其中，进一步包括第一温度计，所述第一温度对所述制冷恒温槽中的液体介质的温度进行检测。 

其中，进一步包括第二温度计，所述第二温度计设置在水三相点瓶中，与所述水三相点瓶的阱底接触，所述第二温度计用于检测水相点冻制中的相变瞬态温度突变。 

其中，所述控制模块在第二温度计检测到相变瞬态温度突变时，控制所述装置进入保存状态。 

本实用新型提供一种水三相点自动冻制与保存方法，其包括：采用压缩机制冷机组对制冷恒温槽中的液体进行制冷；采用搅拌电机对制冷恒温槽的混合区中的液体进行搅拌；对位于制冷恒温槽中的水三相点瓶进行制冷；控制模块控制对水三相点瓶的冻制和/或保存状态。 

其中，利用第一温度对所述制冷恒温槽中的液体介质的温度进行检测。 

其中，利用第二温度计检测水相点冻制中的相变瞬态温度突变，所述第二温度计设置在水三相点瓶中，与所述水三相点瓶的阱底接触。 

其中，控制模块设定保持状态的温度值。 

其中，当第一温度计检测到所述液体介质的温度低于某预定温度值时，降低压缩机制冷机组的制冷功率。 

其中，当第二温度计检测到相变瞬态温度突变后，关闭所述压缩机制冷机组，控制模块将装置进入保存状态。 

本实用新型实现了水三相点瓶完整的自动冻制与保存。克服了传统手工冻制易于损坏瓶子以及费工、费时的弊端，大幅提高了工作效率。采用压缩机制冷技术，实现了缓慢降温冻制，使三相点瓶内冰的晶格分布均匀、不过冷，冻制后便可使用。即冻即用，省时省力。而以往用液氮等制冷剂冻制方法，产生过冷至少要在保存器中回冷12小时方可使用，否则水三相点值偏低。实现随冻随用，可不必长时间开机保存，使用方便且节省能源，利于环境保护。 

附图说明

图1水三相点自动冻制与保存装置示意图；