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原文传递一种具有自检测校准功能的透明恒温加热装置及方法

专利名称：	一种具有自检测校准功能的透明恒温加热装置及方法
摘要：	本发明公开了一种具有自检测校准功能的透明恒温加热装置及方法。属于接触熔化传热研究领域，配合激光干涉测量技术，用于恒温加热熔化相变材料，辅助探究接触熔化过程中微液膜的厚度变化，包括水浴加热模块、温度监测模块、计算机采集处理模块以及反馈加热模块。本发明利用泡沫金属高导热和对流场的强扰动特性实现基本的恒温加热功能；利用镀有增透膜的导电玻璃，保证干涉光路的通过；利用测温单元电阻与温度的单值对应关系，实现装置运行过程中对平板面上的温度场进行在线监控；利用计算机采集处理模块处理采集的温度信号，向反馈加热模块发送指令；利用反馈加热模块的加热电路，进行自校准补偿控温功能以实现更高精度的恒温全场加热。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	浙江;33
申请人：	浙江大学
发明人：	范利武;胡楠;张润辉;刘佳;张淑婷;涂敬;李梓瑞
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-14T00:00:00+0800
申请号：	CN201910224144.8
公开号：	CN109883808A
代理机构：	杭州求是专利事务所有限公司
代理人：	郑海峰
分类号：	G01N1/44(2006.01);G;G01;G01N;G01N1
申请人地址：	310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号
主权项：	1.一种具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于包括水浴加热模块、温度监测模块、计算机采集处理模块以及反馈加热模块；所述的水浴加热模块包含有恒温水浴和与恒温水浴连通的加热主体；所述的温度监测模块包括由测温单元(10)构成的测温阵列；所述的反馈加热模块包括由加热单元(12)构成的加热阵列；所述的计算机采集处理模块能够采集测温阵列所得数据并控制加热阵列加热；所述的加热主体为一水浴空间；水浴空间开有进出水口与恒温水浴连接；水浴空间上下两个面分别为上玻璃板(2)和下玻璃板(7)，水浴空间内部填充有泡沫金属(4)；泡沫金属(4)中心开有通孔，激光可依次穿过下玻璃板(7)、泡沫金属(4)中心通孔、上玻璃板(2)；所述的上玻璃板(2)为导电玻璃，使用测控溅射和光刻手段，在所述上玻璃板(2)的上表面布置测温阵列位，在所述上玻璃板(2)的下表面布置加热阵列。 2.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的加热主体由法兰(8)、下玻璃板(7)、下密封圈(6)、基座(5)、上密封圈(3)、上玻璃板(2)、压块(1)自下而上装配组成，即上玻璃板(2)通过压块(1)和上密封圈(3)与基座(5)连接，下玻璃板(7)通过法兰(8)和下密封圈(6)与基座(5)连接，构成水浴空间；基座(5)内部填充有泡沫金属(4)，两侧开有进出水口与恒温水浴连接，水在基座(5)内被泡沫金属(4)充分扰动，使加热主体具有恒温加热功能。 3.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的下玻璃板(7)、上玻璃板(2)均经过光学抛光处理并涂有增透膜以增加对激光的透射率。 4.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述测温单元(10)通过布置在上玻璃板(2)上表面的测温电路(11)连接形成面向相变材料侧的测温阵列，加热单元(12)通过布置在上玻璃板(2)下表面的加热电路(13)连接形成面向基座(5)内部侧的加热阵列。 5.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的测温单元(10)利用电阻值与温度的单值对应关系进行原位测量。 6.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的加热单元(12)利用局部电流热效应进行原位补偿加热，对加热单元(12)附近区域的温度进行矫正和精调。 7.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的测温电路(11)和加热电路(13)分别把测温阵列和加热阵列与计算机采集处理模块连接。 8.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的计算机采集处理模块收集测温阵列传送回的电阻信息，将其转化为温度场信息；随后将所测温度场信息与设定值比较，从而控制加热阵列进行温度场修正。 9.根据权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置，其特征在于所述的测温单元(10)和加热单元(12)在上玻璃扳(2)上的排布方式相同，关于上玻璃扳(2)上下对称。 10.一种权利要求1所述的具有自检测校准功能的透明恒温加热装置的工作方法，其特征在于：为配合激光干涉测量被测相变材料样品在底部恒温加热条件下熔化产生的液膜厚度，在干涉测量开始前需对加热台进行提前预热，其方法为开启恒温水浴，设定为所需要的恒温加热温度，同时开启计算机采集处理模块，恒温水浴中的循环水逐渐加热上玻璃板(2)，上玻璃扳(2)的测温阵列的各测温单元(10)的电阻值随当地温度发生变化；计算机采集处理模块检测到测温阵列反馈的电阻值散点信息，将其转化为温度场信息，与设定值对比后控制各个加热单元(12)进行辅助加热，实现对恒温性能的补偿。当计算机系统中显示的上玻璃板(2)温度场达到基本恒定后，则说明加热台上玻璃板表面温度已达到设定温度。当加热台表面温度稳定后，开启配合的激光干涉测量光路，再把被测相变材料样品缓慢平稳地放置在加热台中心启动后续的液膜厚度测量过程。
所属类别：	发明专利