一种杜瓦冷损测试工装及装置的制作方法

1.本发明涉及低温与真空工程技术领域，尤其涉及一种杜瓦冷损测试工装及装置。


背景技术：

2.杜瓦是低温探测器的重要组成部分，用于为红外芯片提供低温真空环境。为确保红外探测的精度，低温探测器需要真空度很高的杜瓦，而衡量杜瓦真空度的其中一个指标就是杜瓦的冷损。
3.现有技术中采用液氮称重法获取杜瓦的冷损。其将杜瓦放置在精密电子秤上进行称重，然后向杜瓦的外腔体内注入液氮，并实时获取液氮质量与时间的曲线，再根据液氮的潜热值，计算出杜瓦的冷损量。然而，通过该方法向杜瓦注入液氮时，外界的热气流与杜瓦之间的换热损失会导致发生杜瓦的冷量损耗，从而降低杜瓦冷损的测试精度。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种杜瓦冷损测试工装及装置，解决了现有采用液氮称重法获取杜瓦冷损的方法测试精度低的技术问题。
5.本发明第一方面提供一种杜瓦冷损测试工装，包括隔热罩和工装底座；
6.所述工装底座的顶部设有用于安装被测杜瓦的安装槽；所述工装底座的外壁设有第一连接部，所述隔热罩的底部设有与所述第一连接部匹配连接的第二连接部；所述隔热罩的顶部设有液氮注入通道，所述液氮注入通道与安装在所述安装槽的被测杜瓦的外腔体连通。
7.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述液氮注入通道呈漏斗状。
8.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述液氮注入通道包括大口径进液口和小口径出液口，所述小口径出液口与所述外腔体连通；
9.所述大口径进液口和小口径出液口之间的距离为隔热罩长度的1/6～1/5。
10.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述安装槽的内壁面设有与被测杜瓦可拆卸连接的第三连接部。
11.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第三连接部为螺纹结构。
12.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述安装槽的侧壁具有弹性且设有开口；
13.所述杜瓦冷损测试工装还包括弹性密封圈；所述安装槽通过所述弹性密封圈与被测杜瓦紧密连接。
14.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述第一连接部和所述第二连接部为螺纹连接或卡紧连接。
15.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述工装底座的底部设有多个支撑脚。
16.根据本发明第一方面的一种能够实现的方式，所述杜瓦冷损测试工装采用隔热材
料制成。
17.本发明第二方面提供一种杜瓦冷损测试装置，包括如上任意一项能够实现的方式所述的杜瓦冷损测试工装；
18.所述杜瓦冷损测试装置还包括相连接的精密称重仪器和装有杜瓦冷损自动测量软件的上位机。
19.从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
20.本发明提供的杜瓦冷损测试工装包括隔热罩和工装底座，其中工装底座的顶部设有用于安装被测杜瓦的安装槽，工装底座的外壁设有第一连接部，隔热罩的底部设有与第一连接部匹配连接的第二连接部，隔热罩的顶部设有液氮注入通道，所述液氮注入通道与安装在安装槽的被测杜瓦的外腔体连通；测试时可用该工装安装被测杜瓦，放置于精密称重仪器上，利用称重法确定被测杜瓦的冷损量；本发明通过隔热罩将杜瓦与外界的热气流隔离，能够减少杜瓦以外的冷量损失，其中隔热罩的液氮注入通道能够方便液氮的注入及减少液氮本身的冷量损失，从而能够提升杜瓦冷损测试的精度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
22.图1为本发明一个可选实施例提供的一种杜瓦冷损测试工装的正视图；
23.图2为本发明一个可选实施例提供的一种杜瓦冷损测试工装的仰视图；
24.图3为本发明一个可选实施例提供的图2中沿a-a剖线的剖视图。
25.附图标记：
26.1-隔热罩；2-工装底座；3-安装槽；4-第一连接部；5-第二连接部；6-液氮注入通道；7-大口径进液口；8-小口径出液口；9-第三连接部；10-支撑脚；11-开口。
具体实施方式
27.本发明实施例提供了一种杜瓦冷损测试工装及装置，用于解决现有采用液氮称重法获取杜瓦冷损的方法测试精度低的技术问题。
28.为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
29.本发明提供了一种杜瓦冷损测试工装。
30.请参阅图1、图2及图3，本发明实施例提供的一种杜瓦冷损测试工装，包括隔热罩1和工装底座2；所述工装底座2的顶部设有用于安装被测杜瓦的安装槽3；所述工装底座2的外壁设有第一连接部4，所述隔热罩1的底部设有与所述第一连接部4匹配连接的第二连接部5；所述隔热罩1的顶部设有液氮注入通道6，所述液氮注入通道6与安装在所述安装槽3的
被测杜瓦的外腔体连通。
31.测试时可用该工装安装被测杜瓦，放置于精密称重仪器上，利用称重法确定被测杜瓦的冷损量。
32.其中，液氮注入通道6呈漏斗状，液氮注入通道6包括大口径进液口7和小口径出液口8，所述小口径出液口8与所述外腔体连通。所述大口径进液口7和小口径出液口8之间的距离为隔热罩1长度的1/6～1/5。
33.需要说明的是，液氮注入通道6还可以呈其他形状，如长柱形、双曲线形等。其中，液氮注入通道6的进液口和出液口之间要有一定的距离，以减少液氮在注入过程中与隔热罩1外面的气体之间的换热，从而减少液氮本身的冷量损失。为方便液氨的注入及减少换热，设置液氮注入通道6的进液口和出液口之间的距离为隔热罩1长度的1/6～1/5。
34.进一步地，所述安装槽3的内壁面设有与被测杜瓦可拆卸连接的第三连接部9。
35.作为一种能够实现的方式，所述第三连接部9为螺纹结构。可在被测杜瓦的外壁设置相匹配的螺纹结构，从而安装槽3的内壁面通过第三连接部9与被测杜瓦的外壁面螺纹连接。作为另一种能够实现的方式，所述第三连接部9为魔术贴毛面结构，可在被测杜瓦的外壁套上设有魔术贴勾面的魔术贴扎带，或者，第三连接部9为魔术贴勾面结构，可在被测杜瓦的外壁套上设有魔术贴毛面的魔术贴扎带，从而安装槽3的内壁面通过第三连接部9与被测杜瓦的外壁面可拆卸连接。
36.通过第三连接部9，可以实现安装槽3与被测杜瓦的简易密接。
37.作为一种能够实现的方式，所述安装槽3的侧壁具有弹性且设有开口11；所述杜瓦冷损测试工装还包括弹性密封圈；所述安装槽3通过所述弹性密封圈与被测杜瓦紧密连接。本实施例能够使得安装槽3能够适应不同规格的被测杜瓦，实现安装槽3与被测杜瓦的紧密连接。
38.作为一种能够实现的方式，所述第一连接部4和所述第二连接部5为螺纹连接或卡紧连接。例如，第一连接部4为外螺纹结构，第二连接部5为内螺纹结构，通过外螺纹结构和内螺纹结构的配合实现第一连接部4和第二连接部5的螺纹连接。又例如，第一连接部4为卡紧槽，第二连接部5为凸缘，通过卡紧槽与凸缘的紧密承插式配合，实现第一连接部4和第二连接部5的卡紧连接。
39.通过设置第一连接部4和第二连接部5，可以实现隔热罩1与工作底座的紧密连接，使得隔热罩1与被测杜瓦之间的间隙形成空气绝热层，避免被测杜瓦与隔热罩1外面的气体进行换热，造成不必要的冷量损失。
40.作为一种能够实现的方式，所述工装底座2的底部还可以设有多个支撑脚10。如图2所示，工装底座2的底部设有三个呈环形等间隔排列的支撑脚10。本实施例通过设置支撑腿，进一步降低了被测杜瓦和精密式称重仪器的热交换，从而提高了杜瓦冷损测试的精度。
41.所述杜瓦冷损测试工装整体上可以采用隔热材料制成，以提高对被测杜瓦的隔热效果。本发明实施例对具体的隔热材料不作限定。
42.本发明上述实施例通过隔热罩1将杜瓦与外界的热气流隔离，能够减少杜瓦以外的冷量损失，其中隔热罩1的液氮注入通道6能够方便液氮的注入及减少液氮本身的冷量损失，从而能够提升杜瓦冷损测试的精度。
43.本发明还提供一种杜瓦冷损测试装置。
44.本发明实施例的杜瓦冷损测试装置包括如上任意一项能够实现的方式所述的杜瓦冷损测试工装；所述杜瓦冷损测试装置还包括相连接的精密称重仪器和装有杜瓦冷损自动测量软件的上位机。
45.作为优选，该精密称重仪器为精密电子天平。
46.利用该杜瓦冷损测试装置测量被测杜瓦冷损的过程如下：
47.在无尘室将被测杜瓦装在本发明的杜瓦冷损测试工装内，然后将杜瓦冷损测试工装置于带玻璃罩的精密称重仪器中央，将精密称重仪器连接上位机。打开精密称重仪器上盖，将50ml液氮通过杜瓦冷损测试工装的液氮注入通道6直接加注到杜瓦内，然后盖上精密称重仪器上盖,记录时间与质量曲线，按以下公式计算杜瓦冷损：
48.q＝1000
×r×△
m/
△
t
49.式中，r为液氮气化潜热，r＝197.6j/g；
△
m为液氮重量变化，单位是g；
△
t为液氮重量变化所需时间，单位是s；q为杜瓦冷损量，单位是mw。
50.通过上述操作最终即可获得杜瓦的冷损量q，通过测得的q值与标准值sq进行比较，实测杜瓦冷损q小于标准值的杜瓦即为合格品。其中sq范围为120～200mw，具体参考值根据实际工艺标准确定。
51.以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。