[发明专利]控温装置及控温方法

说明书

一种控温装置，其特征在于，包括制冷机、中间热阻件、温度采集装置和控制系统；中间热阻件设于制冷机和控温对象之间；温度采集装置用于采集制冷机的冷头和控温对象的温度；中间热阻件和温度采集装置均与控制系统连接，控制系统用于调节中间热阻件的热阻。上述控温装置，通过控制系统控制调节中间热阻件的热阻值，可以调节制冷机的冷头传输至控温对象上的冷量，可自动实现温度的精确控制和灵活改变，运行稳定，控温过程稳定可靠。此外，相比于浸泡和加热系统，上述控温装置结构简单，操作易行，无低温液体的消耗，除了在该控温过程中需要一定的电力供应外，没有其他成本输入，成本低廉。此外还提供一种控温方法。

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，尤其涉及一种制冷机的控温及控温方法。

背景技术

随着低温生物学、低温材料学、低温超导等方面研究的发展，对于精确温度控制装置的应用越来越广泛。如低温生物学中，研究生物体在低温下的特性、活体组织和生物样本在特定温区的保存、精密的医疗仪器等技术中，都会应用到低温下的精确温度控制；在低温材料性能研究方面，低温温度的精确控制可以帮助研究材料在低温下的电阻、磁化强度、热导率及力学等方面的性质，从而寻找和研发低温下适用于各领域的材料，促进各科学领域的发展。

现有的技术通常分为两类，第一类是通过低温液体浸泡的方式实现。通过改变液体上方蒸汽的压强来改变液体温度，当蒸气压保持一定时，液体温度基本上也可以维持一定，能够保证系统维持在一个比较稳定的温度。这类方法的缺点是，需要将被控对象浸泡在低温液体中，对于大型仪器操作不便，系统庞大，此外，对于低温区，液氦消耗量大，成本高。第二类是使样品或装置与液体完全绝热或部分绝热，使用电加热来升高温度，通过对电加热器的控制来控制样品温度的变化。这种装置的缺点是样品温度的控制只能往温度高的方向调节，倘若要朝小的方向调节则可能会浪费大量的低温液体。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种操作灵活，成本低的控温装置及控温方法。

一种控温装置，包括制冷机、中间热阻件、温度采集装置和控制系统；

所述中间热阻件设于所述制冷机和控温对象之间；

所述温度采集装置用于采集所述制冷机的冷头和所述控温对象的温度；

所述中间热阻件和所述温度采集装置均与所述控制系统连接，所述控制系统用于调节所述中间热阻件的热阻。

在一个实施例中，所述中间热阻件为弹性固体或装有流体的容器；

当所述中间热阻件为弹性固体时，所述控温装置还装有用于改变所述弹性固体的弹力的预紧弹簧，所述预紧弹簧的一端和所述控温对象固定连接，所述预紧弹簧的另一端可活动固定；

当所述中间热阻件为装有流体的容器时，所述控温装置还装有用于改变流体压力的连接管道，所述连接管道的一端和所述容器连接，所述连接管道的另一端用于注入和回输流体。

在一个实施例中，还包括防护罩，所述制冷机的冷头、所述中间热阻件和所述控温对象均设于所述防护罩内。

在一个实施例中，还包括加热器，所述加热器设于所述控温对象上，所述加热器与所述控制系统连接。

在一个实施例中，所述温度采集装置包括第一温度计、第二温度计和温度采集单元，所述第一温度计设于所述制冷机的冷头上，用于测量所述制冷机的冷头的温度，所述第二温度计设于所述控温对象上，用于测量所述控温对象的温度，所述第一温度计和所述第二温度计分别和温度采集单元连接，所述温度采集单元和所述控制系统连接。

一种温控方法，包括以下步骤：

分别采集制冷机的冷头的温度和控温对象的温度；