專利名稱：驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統。通過將熱電偶均勻布置于測溫墊上的方法進行溫度測量，配合溫度采集系統的使用，實現多點溫度分布測量的自動化。
背景技術：
隨著冷凍干燥技術在生物制藥、食品、標本制作、地質考察等國民經濟眾多領域的廣泛應用，凍干機的生產及其市場也在日益擴大完善。
在同一時刻擱板表面上所有各點溫度的最大允許差值定義為擱板溫度允許的不均勻度，一般可取±1℃。它是溶液泵的流量、各擱板內溶液流動阻力的均勻性、集管截面的大小、各支管與集管接口的設計的合理性等因素的綜合反映。由于凍干過程中擱板(或制品)的溫度受擱板溫度最高處的溫度所限(不得熔化制品的凍結部分)，而凍干周期的長短則是以擱板溫度最低處的所需的凍干周期為參考依據(以保證所有制品均干燥完成)，因此，擱板溫度的不均勻性越大，其升華溫度越低，升華所需時間越長，生產效率也越低。其次，擱板溫度不均勻，置于擱板上不同處的制品的干燥速率和所去除的水分量不等，會導致制品的殘余水含量差別大，成品的質量低，允許儲存期短。因此，擱板溫度的均勻性是判別凍干機優劣的一個重要指標。
目前，通常的凍干機廠家都是采用在擱板組的上、中、下三部分挑選具有代表性的擱板進行溫度均勻性驗證。在被測擱板的前、后、左、右、中等位置分別布置熱電偶進行溫度測量。為了驗證擱板溫度分布的均勻性，這就需要在擱板上布置足夠多的熱電偶測溫探頭。因此，安裝探頭以及驗證完成后拆除探頭便成為一項耗時耗力的繁復性工作，并且對每一臺凍干機每一塊擱板的測量都需要重復此操作，給工作帶來極大的不便。其次，布置每個熱電偶測溫探頭時會一定程度上引入人工因素，容易造成布置的位置不夠均勻和接觸不夠良好等，引起誤差，影響溫度分布均勻性的驗證。
發明內容
本發明的目的是為了克服目前凍干機擱板溫度分布均勻性驗證方法存在的不足，提供一種驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統。
驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統具有測溫墊，測溫墊具有聚四氟乙烯層、薄海綿層上、下兩層，層間用環氧樹脂緊密粘合，測溫墊上均勻密布有小孔，并穿有銅-康銅熱電偶，銅-康銅熱電偶測溫端布置在薄海綿層下面，每個熱電偶測溫端裝有一塊小磁鐵，銅-康銅熱電偶統一經測溫墊兩側從出線口輸出，并通過連接線路與凍干機真空箱的航空插相連，航空插依次與連接線、接線盒相接。
本發明的有益效果是該系統一方面無需改造凍干機的各項設備系統，是個獨立的測溫系統，一方面避免了現有凍干機擱板均勻性檢驗時繁復布置熱電偶所帶來的一系列困難，具有較強的實用性。折疊式測溫墊使用方便，制作材料易得，加工簡單，成本低，工作穩定可靠且對溫度均勻性驗證測量具有普遍適用性。
本發明可推廣應用到不同大小及不同用途的凍干機中，也可推廣應用到其它板體溫度分布的測量。對于擱板尺寸大的凍干機，可以制作相應大小尺寸的測溫墊，也可在擱板上密鋪多個相對小尺寸測溫墊進行測量。
圖1是驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統結構示意圖。
圖2是本發明的測溫墊剖面圖；圖3是本發明的測溫墊熱電偶布線圖；圖4是本發明的接線盒示意圖；圖5是本發明的測溫墊上熱電偶線路9的布置放大圖；圖中測溫墊1、測溫墊上開的孔2、測溫墊出線口3、連接線路4、熱電偶測溫端5、聚四氟乙烯層6、薄海綿層7、小磁鐵8、熱電偶9、連接線10、接線盒11。
具體實施例方式
如圖1、2所示，驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統具有測溫墊1，測溫墊具有聚四氟乙烯層6、薄海綿層7上、下兩層。測溫墊上均勻密布有小孔2，并穿有銅-康銅熱電偶9，銅-康銅熱電偶測溫端5布置在薄海綿層7下面，每個熱電偶測溫端裝有一塊小磁鐵8。
如圖3、4、5所示，本發明的測溫墊熱電偶布線圖中，9(1)、9(2)、9(3)等布線相同，且在整個測溫墊上布線呈軸對稱。銅-康銅熱電偶9統一經測溫墊兩側從出線口3輸出，并通過連接線路4與凍干機真空箱的航空插相連，航空插依次與連接線10、接線盒11相接。
測溫墊的大小根據凍干機擱板大小而定。測溫墊分兩層，層間用環氧樹脂緊密粘合，下層薄海綿層7直接與擱板接觸，它的柔軟給墊子與熱電偶、擱板之間提供緩沖作用，有利于三者更好地緊密接觸；上層是聚四氟乙烯層6，它的重力有利于熱電偶與擱板接觸緊密，將它加工成條狀，利于折疊，給不用時安放帶來方便。另外，海綿、聚四氟乙烯和環氧樹脂均為在低溫下(凍干機擱板溫度一般在室溫到-80℃之間)具有較好的穩定性，電絕緣性且熱導率低的材料，不利于擱板的熱傳遞，因此利用該材料做的測溫墊能較好地反映擱板本身的溫度分布。熱電偶9從測溫墊上小孔2穿入，對擱板上各點進行測溫。為保證熱電偶測頭與擱板良好接觸，在每個熱電偶測溫端裝有一塊小磁鐵8，磁鐵與擱板間的吸力起到該作用。所有熱電偶9經測溫墊兩側統一從出線口3輸出，并通過連接線路4(文中所有連接線都為熱電偶絲的一部分)與凍干機真空箱的內部航空插相連。以上為凍干箱內部分。從航空插輸出的連接線10對應地輸入有編號的接線盒11，編號與測溫墊上布置的熱電偶一一對應，即與凍干機擱板上各點一一對應。任取從接線盒連出的線與多路溫度采集系統相連即可，也可直接接入凍干機溫度采集設備，輸入計算機，即得到所取編號線路所對應的擱板上的溫度，以此方法可實時測得凍干機擱板各點溫度，從而驗證凍干機擱板溫度分布的均勻性。
整個系統分為凍干箱內和凍干箱外兩部分，箱內部分測溫布線，與擱板直接接觸；箱外部分線路按編號輸入接線盒，與溫度采集系統直接相連。兩部分通過凍干機本身的航空插相連，共同工作，在加熱器和溶液循環泵及溫控裝置開啟的狀態下控制擱板在一定溫度時，測量擱板上各點的溫度，驗證其溫度分布的均勻性。
本驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統，可做成真空型和非真空型兩種型式。真空型是指通過航空插連接凍干箱內測溫墊與外部接線盒的型式；非真空型是指直接將連接線路對應連到箱外接線盒的接口的型式。由于真空對溫度有一定的影響，凍干機工作時，在干燥階段長期處于真空下，因此，一般要在真空下驗證擱板溫度分布均勻性，宜采用真空型以排出真空的干擾。而凍干機工作在預凍階段時不需要提供真空環境，如果要測量此時的凍干擱板溫度分布，則只需要采用非真空型即可。
權利要求
1一種驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統，其特征在于，它具有測溫墊(1)，測溫墊具有聚四氟乙烯層(6)、薄海綿層(7)上、下兩層，層間用環氧樹脂緊密粘合，測溫墊上均勻密布有小孔(2)，并穿有銅一康銅熱電偶(9)，銅一康銅熱電偶測溫端(5)布置在薄海綿層(7)下面，每個熱電偶測溫端裝有一塊小磁鐵(8)，銅一康銅熱電偶(9)統一經測溫墊兩側從出線口(3)輸出，并通過連接線路(4)與凍干機真空箱的航空插相連，航空插依次與連接線(10)、接線盒(11)相接。
全文摘要
本發明公開了一種驗證凍干機擱板溫度分布均勻性的測溫墊系統。它具有測溫墊，測溫墊具有聚四氟乙烯層、薄海綿層上、下兩層，層間用環氧樹脂緊密粘合，測溫墊上均勻密布有小孔，并穿有銅—康銅熱電偶，銅—康銅熱電偶測溫端布置在薄海綿層下面，每個熱電偶測溫端裝有一塊小磁鐵，銅—康銅熱電偶統一經測溫墊兩側從出線口輸出，并通過連接線路與凍干機真空箱的航空插相連，經航空插依次與連接線、接線盒相接。本發明是針對現有擱板溫度分布均勻性驗證中繁復拆裝熱電偶所帶來的不便以及不利于均勻測溫、重復再現等缺點所提出的。測溫墊系統材料易得，制作加工簡單，方便實用，成本低，使用可靠且對溫度均勻性驗證測量具有普遍適用性。
文檔編號G01M99/00GK1818575SQ20061004968
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月2日 優先權日2006年3月2日
發明者陳光明, 范菊莉, 張紹志 申請人:浙江大學