一种无霜高低温试验机的制作方法

1.本发明涉及老化试验仪器技术领域，具体是一种无霜高低温试验机。


背景技术：

2.随着近年发展的工业对产品质量要求的提高，例如5g行业的数据收发以及接入5g网络的设备，需要在更广的温度范围中验证可靠性，而高低温试验机是常见的在产品投入市场前对产品进行模拟试验的设备，其主要用于测试产品在极高温、极低温及常温下的变化，模拟产品在对应环境温度下使用的真实情况。现有的高低温试验机结霜问题严重，影响试验质量，另一方面，现有的高低温试验机所能提供的测试温度范围（
‑
70℃至150℃）不适用于如上提到的5g通信领域以及芯片、航天航空元件等高精密领域，而且现有的高低温试验机在其所能达到的低温下已经存在结霜严重的问题，如果低于该温度，结霜问题会更加严重。再者，现有的高低温试验机为了方便测试时进行观察和操作，在箱体上开设观察窗和操作口，观察窗和操作口的设置降低了测试舱的封闭性，从而导致结霜问题进一步严重，而且还导致测试温度无法做到更低，现有技术只能尽量缩小观察窗的尺寸而影响了观察视野。
3.因此，需要发明一种能够适用于5g通信领域以及芯片、航天航空元件等高精密领域产品测试的无霜的高低温试验机。


技术实现要素：

4.本发明的目的是要提供一种无霜高低温试验机。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明提供了一种无霜高低温试验机，包括箱体、设置在箱体内的试验舱、通过进风口和出风口与试验舱相连通的第一腔体、对试验舱进行冷却降温的制冷装置、与制冷装置连接的控制系统、设置在箱体上并用于观察试验舱内部的观察窗，观察窗上设置有至少一个使试验舱的内部与箱体的外界相通的操作口。无霜高低温试验机还包括进气端与供气系统连接且出气端连接至第一腔体的干燥装置、设置在第一腔体内并用于调节气体温度的加热装置、用于使试验舱和第一腔体内的气体经进风口和出风口进行循环流动的循环风机，控制系统与干燥装置、加热装置、循环风机均连接。在循环风机的驱动下，试验舱内的气体循环到第一腔体中，经第一腔体的加热装置进行加热从而对气体进行温度调节，制冷装置与加热装置的共同作用使试验舱内的空气能在较低的温度下保持恒定，实现试验机在低温下长时间运行，制冷温度低达
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82℃，高温可达180℃。同时干燥装置源源不断向第一腔体内输送干燥后的压缩气体，即便有少量气体从操作口逸出，试验舱始终处于正压状态，试验机外部气体无法通过操作口进入试验舱，确保试验舱及观察窗不结霜。这里所说的供气系统可以是生产制造现场的中央空气压缩系统等能够提供压缩空气的设备、系统。
6.由于普通的干燥装置的露点、使用寿命及连接结构均并不能达到高低温试验机的需求，本发明所采用的干燥装置包括供压缩空气进入的进气口、分别与进气口通过第一转
接装置相连接的第一干燥塔和第二干燥塔、分别与第一干燥塔和第二干燥塔相连通并供干燥后的压缩空气排出的出气口，第一干燥塔、第二干燥塔内均具有用于干燥压缩空气的分子筛，第一干燥塔和第二干燥塔交替地对压缩空气进行干燥；第一转接装置的两端分别与第一干燥塔和第二干燥塔相连接且中部与进气口相连通，第一转接装置内滑动设置有挡块，第一转接装置和第一干燥塔的连接处还与一能够与外界连通的第一气孔连接，第一转接装置和第二干燥塔的连接处还与一能够与外界连通的第二气孔连接；挡块通过第一气孔和第二气孔的开闭产生的气压变化而被驱动，通过挡块对第一转接装置和第一干燥塔的连接处以及第一转接装置和第二干燥塔的连接处进行交替地开启和关闭，从而实现第一干燥塔和第二干燥塔交替地对压缩空气进行干燥，两个干燥塔中的一个对压缩空气进行干燥并输出的同时，还对另一个干燥塔内的失效分子筛进行干燥使其重生。该干燥装置在能够重复利用达到再生的同时，通过采用上述结构的控制机构，最大化地减少电磁阀使用数量，不易老化、损坏，使得干燥装置的使用寿命长，工作效率高，同时极大地简化了管路连接结构，减低成本，节省空间。另一方面，经过本干燥装置的空气露点温度范围低至
‑
80℃，能适用于5g通信、芯片、航空航天、轨道交通等更多高精密领域的高精密元器件的制造、测试过程的干燥处理，确保测试舱舱壁和观察窗在低温下不会结霜。
7.进一步地，箱体上还设置有试验机箱门，观察窗设置于试验机箱门上，而操作口开设在观察窗上，这样，在操作时无需打开试验机箱门，避免试验舱内大量冷却空气因试验机箱门开启逸出而增加设备能耗以及外界空气进入试验舱内，从而避免试验舱、观察窗结霜。即使在操作时有少量空气从操作口逸出，试验舱内空气温度仍不受影响。
8.进一步地，试验舱的长、宽、高均小于等于1200mm，观察窗的长、宽均小于等于1000mm且厚度小于等于100mm，在上述尺寸范围内，本高低温试验机都可做到无霜。相较现有技术，尽可能地扩大了观察窗相对试验舱的可视面积，以全方位且实时观察试验舱内部的试验情况，还能够确保无霜以及舱内温度。
9.进一步地，操作口采用防静电柔性材质制成的拼接片，多块拼接片之间形成的拼接式连接结构使试验舱的内部与箱体的外界相互隔离。多块拼接片的拼接处不可避免具有一定间隙，因此这里所说的隔离并不是完全将试验舱内部与外界隔绝，而是在一定程度上封堵试验舱与外界的连接处。
10.进一步地，箱体内还包括与第一腔体连接的第二腔体，干燥装置、制冷装置均位于第二腔体内，出气口与第一腔体相连接。
11.进一步地，第一干燥塔的一端、第二干燥塔的一端、出气口通过第二转接装置相互连通；第二转接装置的两端分别连接第一干燥塔的一端和第二干燥塔的一端，第二转接装置的中部与出气口连接，第二转接装置中设置有能够被气流推动滑动的限流环，当控制机构处于其第一工作状态时，限流环滑动至第二转接装置与第二干燥塔连接的一端；当控制机构处于其第二工作状态时，限流环滑动至第二转接装置与第一干燥塔连接的一端。在限流环的作用下，仅使小部分压缩空气能够进入失效的干燥塔，而保证大部分的压缩空气能通过出气口排出至第一腔体内供高低温试验机测试使用，既对失效的干燥塔进行了处理，又保证了高低温试验机的正常运行，确保其达到无霜，既主次分明又高效。
12.进一步地，第一干燥塔和第二干燥塔内部均设置有上过滤组件、下过滤组件、设置于上过滤组件与下过滤组件之间的填充腔，填充腔用于填充分子筛，上过滤组件与填充腔
之间设置有用于固定上过滤组件的第一卡环；下过滤组件与填充腔之间设置有用于固定下过滤组件的第二卡环。由于干燥塔内部的分子筛会被气流冲击产生小颗粒，小颗粒随气流扩散至第一转接装置和第二转接装置中，会导致的挡块和限流环移动时卡死，而通过设置上过滤组件、下过滤组件，能够有效地防止该问题的发生。另一方面，还可以确保干燥效果，保证高低温试验机在进行低温测试时达到无霜。
13.进一步地，控制机构还包括用于控制第一气孔打开和关闭的第一控制阀、用于控制第二气孔打开和关闭的第二控制阀。优选地，第一控制阀、第二控制阀均为电磁阀。
14.由于上述技术方案运用，本发明相较现有技术具有以下优点：本无霜高低温试验机，试验温度区间在
‑
82~180℃，测试范围广，且能在低温下保持长时间运行，通过采用上述的箱体结构以及干燥装置，即使在低至
‑
82℃以及大尺寸观察窗的情况下，仍能够确保试验舱及观察窗不会结霜，符合高精密工业领域对产品的老化测试要求。
附图说明
15.后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的组件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是本发明中无霜高低温试验机的一个实施例的结构示意图；图2是图1所示实施例中无霜高低温试验机的剖视图；图3是图1所示实施例中无霜高低温试验机中的干燥装置的结构示意图；图4是图3的剖视图；图5是图3中干燥装置的干燥塔内部结构示意图。
16.其中，附图标记说明如下：1、箱体；2、试验舱；21、观察窗；21
‑
1、操作口；21
‑
2、拼接片；22、试验机箱门；3、第一腔体；4、制冷装置；5、干燥装置；51、第一干燥塔；52、第二干燥塔；53、进气口；54、出气口；55、控制机构；55
‑
1、第一控制阀；55
‑
2、第二控制阀；56、第一转接装置；56
‑
1、挡块；56
‑
2、第一气孔；56
‑
3、第二气孔；57、第二转接装置；57
‑
1、限流环；58
‑
1、上过滤组件；58
‑
2、下过滤组件；58
‑
3、填充腔；58
‑
4、第一卡环；58
‑
5、第二卡环；6、加热装置；7、循环风机；8、第二腔体。
具体实施方式
17.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
19.参考附图1至附图5，本实施例中无霜高低温试验机，包括箱体1、设置在箱体1内的试验舱2、通过进风口和出风口与试验舱2相连通的第一腔体3、对试验舱2进行冷却降温的
制冷装置4、与制冷装置4连接的控制系统、设置在箱体1上并用于观察试验舱2内部的观察窗21，观察窗21上设置有至少一个使试验舱2的内部与箱体1的外界相通的操作口21
‑
1，无霜高低温试验机还包括进气端与供气系统连接且出气端连接至第一腔体3的干燥装置5、设置在第一腔体3内并用于调节气体温度的加热装置6、用于使试验舱2和第一腔体3内的气体经进风口和出风口进行循环流动的循环风机7，控制系统与干燥装置5、加热装置6、循环风机7均连接。在循环风机7的驱动下，试验舱2内的气体循环到第一腔体3中，经第一腔体3的加热装置6进行加热从而对气体进行温度调节，制冷装置4与加热装置6的共同作用使试验舱2内的空气能在较低的温度下保持恒定，实现试验机在低温下长时间运行，制冷温度低达
‑
82℃，高温可达180℃。同时干燥装置5源源不断向第一腔体3内输送干燥后的压缩气体，即便有少量气体从操作口21
‑
1逸出，试验舱2始终处于正压状态，试验机外部气体无法通过操作口21
‑
1进入试验舱，确保试验舱及观察窗不结霜。
20.现有技术的干燥装置也是无法满足高低温试验机的无霜的测试要求的，因此本实施例提供了一种低露点且使用寿命长、结构适用于干燥装置。如附图3至附图5所示的本实施例中的干燥装置5，包括供压缩空气进入的进气口53、第一干燥塔51、第二干燥塔52、供干燥后的压缩空气排出的出气口54，第一干燥塔51、第二干燥塔52内均具有用于干燥压缩空气的分子筛，第一干燥塔51的一端、第二干燥塔52的一端、出气口54相互连通。干燥装置5还包括控制机构55，控制机构55包括第一转接装置56、与外界相通的第一气孔56
‑
2和第二气孔56
‑
3，第一转接装置56具有两端分别与第一干燥塔51的另一端和第二干燥塔52的另一端相连接的第一通道、滑动设置在第一通道中并通过气压驱动的挡块56
‑
1，第一通道的与第一干燥塔51相连接的一端被定义为第一端，第一通道的与第二干燥塔52相连接的一端被定义为第二端，进气口53与第一通道的中部连通，第一端还与第一气孔56
‑
2连通，第二端还与第二气孔56
‑
3连通。控制机构55具有至少两个工作状态，并通过第一气孔56
‑
2和第二气孔56
‑
3的开闭进行切换；当第一气孔56
‑
2关闭且第二气孔56
‑
3打开时，控制机构55处于其第一工作状态，挡块56
‑
1抵在第一通道的第二端，使进气口53与第二干燥塔52的另一端之间被封堵并且使第一干燥塔51的另一端与进气口53连通，第一干燥塔51对压缩空气进行干燥并输出，同时第一干燥塔51向第二干燥塔52输送干燥后的压缩空气以对第二干燥塔52内的分子筛进行干燥；当第二气孔56
‑
3关闭且第一气孔56
‑
2打开时，控制机构55处于其第二工作状态，挡块56
‑
1抵在第一通道的第一端，使进气口53与第一干燥塔51的另一端之间被封堵并且使第二干燥塔52的另一端与进气口53连通，第二干燥塔52对压缩空气进行干燥并输出，同时第二干燥塔52向第一干燥塔51输送干燥后的压缩空气以对第一干燥塔51内的分子筛进行干燥。
21.上述控制机构55通过第一气孔56
‑
2和第二气孔56
‑
3的开闭实现工作状态切换的具体原理：初始状态时，以第一工作状态为例，如附图4所示，第一气孔56
‑
2关闭，第二气孔56
‑
3开启，挡块56
‑
1位于第一通道的第二端，压缩空气经由进气口53通过第一通道的第一端流入第一干燥塔51，经干燥后由出气口54流出，同时部分干燥后气体流入第二干燥塔52对其中的分子筛进行干燥处理，随后通过第二气孔56
‑
3排出。由于进气口53的持续进气，以及第一干燥塔51内分子筛对气流形成阻碍，因而第一干燥塔51另一端（即图4中所示的第一干燥塔51的底端）的气压大于正常大气压；同时由于第二干燥塔52内分子筛对气流形成阻碍，并且第二气孔56
‑
3与外界大气相通，因而第二干燥塔52另一端（即图4中所示的第二干
燥塔52的底端）的气压基本等于正常大气压，进而导致挡块56
‑
1左侧的气压大于其右侧的气压（这里挡块56
‑
1的左侧和右侧按照图4中所展示来定义），从而将挡块56
‑
1压紧在通道的第二端，封堵住第二干燥塔52，使压缩空气不能进入。切换时，第一气孔56
‑
2开启，第二气孔56
‑
3关闭，在切换后的瞬间，由于第一气孔56
‑
2与外界大气相通，第一干燥塔51瞬间泄压。与此同时，仍有气流从第二干燥塔52的一端（即图4中所示的第二干燥塔52的顶端）进入第二干燥塔52，使第二干燥塔52内气压上升，并且由于第二气孔56
‑
3关闭，第二干燥塔52内气体流动停滞，使得挡块56
‑
1右侧气体流速接近于0，由于气体流速与其产生的压强成反比（伯努利定理），导致挡块56
‑
1左右两侧产生压力差，造成其右侧压强大于其左侧压强，进而使挡块56
‑
1向左滑动推至第一通道的第一端，封堵住第一干燥塔51的底端。挡块56
‑
1从右侧脱离向左移动的过程中，气体会经过其右侧进入第二干燥塔52，但由于第二干燥塔52顶端仍有气体进入，并且第二干燥塔52内分子筛对气流形成阻碍，使得第二干燥塔52底端气压进一步上升，并且使得挡块56
‑
1右侧气体流速始终小于左侧气体流速，更加便于挡块56
‑
1向左侧移动，直至挡块56
‑
1被抵紧在第一通道的第一端，封堵住第一干燥塔51的底端。通过采用上述结构的控制机构55，使得干燥装置5在能够重复利用达到再生的同时，最大化地减少电磁阀使用数量，使用寿命长，不易老化、损坏，工作效率高，同时极大地简化了管路连接结构，减低成本，节省空间，经过本干燥装置的空气露点温度范围低至
‑
80℃，能够满足高低温试验机对5g通信、芯片、航空航天、轨道交通等更多高精密领域的高精密元器件的测试需求。
22.在一种更为优选地实施方案中，上述干燥装置5还包括第二转接装置57，第一干燥塔51的一端、第二干燥塔52的一端以及出气口54之间通过第二转接装置57相互连通，具体地，如附图3和附图4所示，第二转接装置57的两端分别连接第一干燥塔51的一端和第二干燥塔52的一端，第二转接装置57的中部与出气口54连接，第二转接装置57中设置有能够被气流推动滑动的限流环57
‑
1，当控制机构55处于其第一工作状态时，限流环57
‑
1滑动至第二转接装置57与第二干燥塔52连接的一端；当控制机构55处于其第二工作状态时，限流环57
‑
1滑动至第二转接装置57与第一干燥塔51连接的一端。通过设置限流环57
‑
1，使干燥后的气体中仅有小部分进入失效的干燥塔，保证大部分的干燥后气体通过出气口54排出至第一腔体3内供高低温试验箱测试使用，既对失效的干燥塔进行了处理，又保证了高低温试验机的正常运行，确保其达到无霜，既主次分明又高效。并且，本实施例中的第二转接装置57不需电磁阀控制，随着控制机构55工作状态切换后，第一干燥塔51和第二干燥塔52的气流方向改变，限流环57
‑
1被气流推动而自动改变其所在位置，而且，在控制机构55切换工作状态的过程中，限流环57
‑
1也不会对气流方向的改变造成任何影响。
23.作为优选，如附图5所示，第一干燥塔51和第二干燥塔52内部均设置有上过滤组件58
‑
1、下过滤组件58
‑
2、设置于上过滤组件58
‑
1与下过滤组件58
‑
2之间的填充腔58
‑
3，填充腔58
‑
3用于填充分子筛，上过滤组件58
‑
1与填充腔58
‑
3之间设置有用于固定上过滤组件的第一卡环58
‑
4；下过滤组件58
‑
2与填充腔58
‑
3之间设置有用于固定下过滤组件的第二卡环58
‑
5。干燥塔的内部结构能够将分子筛限制于干燥塔内，防止分子筛被气流冲击产生的小颗粒随气流扩散至第一转接装置56和第二转接装置57中而导致挡块和限流环移动时卡死，确保装置的正常运行，保证高低温试验箱的正常工作。另一方面，解决了分子筛泄露的问题，从而保证分子筛的干燥效果，保持低露点干燥，以确保高低温试验箱在低温测试过程中
的无霜。
24.作为优选，上述的控制机构55分别通过第一控制阀54和第二控制阀55控制第一气孔56
‑
2和第二气孔56
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3的打开和关闭，本实施例中的第一控制阀54、第二控制阀55均选用电磁阀，当第一控制阀54的电磁阀打开，第一干燥塔51中的压缩空气从第一气孔56
‑
2排出至外界，当该电磁阀关闭，则第一气孔56
‑
2关闭。同理，当第二控制阀55的电磁阀打开，第二干燥塔52中的压缩空气从第二气孔56
‑
3排出至外界，当该电磁阀关闭，则第二气孔56
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3关闭。第一气孔56
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2、第二气孔56
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3分别用不同的装置控制，提高控制操作的准确性。在实际应用中，第一控制阀54、第二控制阀55可以是现有技术中其他的能够实现控制气孔打开和关闭的其他设备或装置，而不仅限于电磁阀。可见，本实施例中的干燥装置5最多只需使用两个电磁阀。
25.本实施例中的箱体1上还设置有试验机箱门22，而观察窗21设置于试验机箱门22上，这样，在操作时无需打开试验机箱门22，避免试验舱2内大量冷却空气因试验机箱门22开启逸出而增加设备能耗以及外界空气进入试验舱2内，从而避免试验舱2、观察窗21结霜。即使在操作时有少量空气从操作口21
‑
1逸出，试验舱2内空气温度仍不受影响。
26.本实施例中的试验舱2的长、宽、高均小于等于1200mm，观察窗21的长、宽均小于等于1000mm且厚度小于等于100mm，在上述尺寸范围内，本高低温试验机都可做到无霜。相较现有技术，尽可能地扩大了观察窗21相对试验舱2的可视面积，以全方位且实时观察试验舱2内部的试验情况，还能够确保无霜以及舱内温度。
27.在一种更为优选的实施方案中，操作口21
‑
1采用防静电柔性材质制成的拼接片21
‑
2，多块拼接片21
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2之间形成的拼接式连接结构使试验舱2的内部与箱体1的外界相互隔离。多块拼接片21
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2的拼接处不可避免具有一定间隙，因此这里所说的隔离并不是完全将试验舱2内部与外界隔绝，而是在一定程度上封堵试验舱2与外界的连接处。
28.本实施例中的制冷装置4、加热装置6、循环风机7、控制系统均采用现有技术中能达到相应效果的装置，因此这些装置的结构在此不做详细描述。
29.上述实施例中的无霜高低温试验机，试验温度区间在
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82~180℃，测试范围广，且能在低温下保持长时间运行，通过采用上述的箱体结构以及干燥装置，即使在低至
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82℃以及大尺寸观察窗的情况下，仍能够确保试验舱及观察窗不会结霜，符合高精密工业领域对产品的老化测试要求。
30.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。