一種凍土低溫特性分析用溫控裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，包括凍融循環箱箱體和門，門上設有玻璃觀察窗和觸摸式液晶顯示屏，凍融循環箱箱體內設有耐熱隔板，凍融循環箱前腔內設有凍融盒和加熱電阻絲，凍融盒包括盒身和盒蓋，盒身內底部設有凍土試塊放置架，盒身的內壁上設有溫度傳感器，盒蓋上設有溫度傳感器出線孔；凍融循環箱后腔內設有制冷壓縮機和凍融狀態控制器，制冷壓縮機的出風口連接有出風管，凍融循環箱前腔內設置有與制冷壓縮機的回風口連接的回風管，凍融狀態控制器包括微控制器模塊、交直流轉換電路模塊和數據存儲器模塊。本實用新型實現方便且成本低，使用操作便捷，溫度控制精度高，提高了凍融試驗效率和精度，便于推廣使用。
【專利說明】
一種凍土低溫特性分析用溫控裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于凍土低溫特性分析技術領域，具體涉及一種凍土低溫特性分析用溫控裝置。
【背景技術】
[0002]凍土在凍融循環作用下其力學性能特征變化一直是凍土研究的難點所在，其主要原因在于:室內試驗條件達不到實際要求，無法保證小誤差地恒溫控制，且無法實現小溫度梯度改變凍結溫度，從而造成試驗的耗時長，試驗結果誤差較大，當設備在溫度達到要求時，不能夠準確的保證恒溫效果，且試驗箱外部環境變化對試驗箱內溫度影響較大。傳統試驗方法一般是:首先在一般凍融循環箱內設置某一溫度，然后將試件直接放入凍融循環箱內，進行凍結，但外部環境溫度的變化對于凍融循環箱內溫度影響較大，且凍融循環箱內采用氣冷對試件進行凍結，導致試件受凍不均，且最后凍結溫度與預想凍結溫度誤差較大。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，使用操作便捷，溫度控制精度高，提高了凍融試驗效率和精度，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:包括凍融循環箱箱體和轉動連接在凍融循環箱箱體上的門，所述門上設置有玻璃觀察窗和觸摸式液晶顯示屏，所述凍融循環箱箱體的后壁上設置有用于接入220V交流電的電源輸入接口，所述凍融循環箱箱體內設置有用于將凍融循環箱箱體內部空間分隔為凍融循環箱前腔和凍融循環箱后腔兩部分的耐熱隔板，所述凍融循環箱前腔內設置有凍融盒和加熱電阻絲，所述凍融盒包括盒身和與盒身可拆卸連接的盒蓋，所述盒身內底部設置有用于放置凍土試塊的凍土試塊放置架，所述盒身的內壁上設置有用于對凍融盒內的溫度進行實時檢測的溫度傳感器，所述盒蓋上設置有供溫度傳感器的信號線穿出的溫度傳感器出線孔;所述凍融循環箱后腔內設置有制冷壓縮機和凍融狀態控制器，所述制冷壓縮機的出風口連接有穿過耐熱隔板伸入所述凍融循環箱前腔內的出風管，所述凍融循環箱前腔內設置有穿過耐熱隔板與制冷壓縮機的回風口連接的回風管，所述凍融狀態控制器包括微控制器模塊和用于將220V交流電轉換為凍融狀態控制器中各用電模塊所需電壓的交直流轉換電路模塊，以及與所述微控制器模塊相接的數據存儲器模塊，所述觸摸式液晶顯示屏與微控制器模塊相接，所述溫度傳感器的信號線穿出溫度傳感器出線孔后與微控制器模塊的輸入端連接，所述微控制器模塊的輸出端接有依次相接的用于接通或斷開220V交流電給制冷壓縮機供電的供電回路的第一繼電器和第一接觸器，以及依次相接的用于接通或斷開220V交流電給加熱電阻絲供電的供電回路的第二繼電器和第二接觸器，所述第一接觸器串聯在220V交流電給制冷壓縮機供電的供電回路中，所述第二接觸器串聯在220V交流電給加熱電阻絲供電的供電回路中。
[0005]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍融循環箱箱體的底部均勻設置有多個支撐座。
[0006]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍融循環箱箱體的兩側側壁上均設置有搬運把手。
[0007]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述門通過轉軸轉動連接在凍融循環箱箱體上，所述凍融循環箱箱體與門貼合的一面四周固定連接有第一磁性吸條，所述門與凍融循環箱箱體貼合的一面四周固定連接有與所述第一磁性吸條相配合的第二磁性吸條。
[0008]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒身的外壁上設置有第一連接耳，所述第一連接耳上設置有第一螺紋孔，所述盒蓋的外壁上設置有與第一連接耳相配合的第二連接耳，所述第二連接耳上設置有與第一螺紋孔相配合的第二螺紋孔，所述盒蓋通過連接到第二螺紋孔和第一螺紋孔中的螺栓和連接在螺栓上的螺母與盒身可拆卸連接。
[0009]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒蓋與盒身之間設置有橡膠墊圈。
[0010]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒身和盒蓋均為鋁制雙層結構。
[0011]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍土試塊放置架包括四條支撐腿和設置在四條支撐腿頂部的設置有3X3個矩形放置格的矩形放置架，每個所述矩形放置格的底部和側壁上均設置有多個透氣孔。
[0012]上述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述微控制器模塊為單片機。
[0013]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0014]1、本實用新型的結構簡單，設計合理，實現方便且成本低。
[0015]2、本實用新型的使用操作便捷，能夠實現小溫度梯度控制試塊凍融溫度，且溫度控制精度高。
[0016]3、本實用新型通過在盒蓋與盒身之間設置橡膠墊圈，能夠起到密封的作用，便于達到高精度的溫度控制。
[0017]4、本實用新型有效提高了凍融試驗效率和精度，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0018]綜上所述，本實用新型結構簡單，設計合理，實現方便且成本低，使用操作便捷，溫度控制精度高，提高了凍融試驗效率和精度，實用性強，使用效果好，便于推廣使用。
[0019]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型的立體圖。
[0021]圖2為本實用新型內部結構的俯視圖。
[0022]圖3為本實用新型盒身的結構示意圖。
[0023]圖4為圖3的俯視圖。
[0024]圖5為本實用新型盒蓋的結構示意圖。
[0025]圖6為本實用新型凍土試塊放置架的結構示意圖。
[0026]圖7為本實用新型凍融狀態控制器的電路原理框圖。
[0027]附圖標記說明:
[0028]! 一凍融循環箱箱體；2 一門；3—玻璃觀察窗；
[0029]4—凍融狀態控制器；4-1 一微控制器模塊；4-2—數據存儲器模塊；
[0030]4-3—交直流轉換電路模塊；4-4 一第一繼電器；4-5—第一接觸器；
[0031]4-6 一第二繼電器；4-7—第二接觸器；5—觸摸式液晶顯不屏；
[0032]6一耐熱隔板；7—制冷壓縮機；8一加熱電阻絲；
[0033]9 一凍融盒；9-1 一盒身；9-2—盒蓋；
[0034]9-3—凍土試塊放置架；9-31—矩形放置架；9-32—支撐腿；
[0035]9-33—透氣孔；9-4 一溫度傳感器；9-6—溫度傳感器出線孔；
[0036]10—電源輸入接口；11 一220V交流電；12—支撐座；
[0037]13—搬運把手；14 一轉軸；15—出風管；
[0038]16—回風管。
【具體實施方式】
[0039]如圖1?圖7所示，本實用新型的凍土低溫特性分析用溫控裝置，包括凍融循環箱箱體I和轉動連接在凍融循環箱箱體I上的門2，所述門2上設置有玻璃觀察窗3和觸摸式液晶顯示屏5，所述凍融循環箱箱體I的后壁上設置有用于接入220V交流電11的電源輸入接口10，所述凍融循環箱箱體I內設置有用于將凍融循環箱箱體I內部空間分隔為凍融循環箱前腔和凍融循環箱后腔兩部分的耐熱隔板6，所述凍融循環箱前腔內設置有凍融盒9和加熱電阻絲8，所述凍融盒9包括盒身9-1和與盒身9-1可拆卸連接的盒蓋9-2，所述盒身9-1內底部設置有用于放置凍土試塊的凍土試塊放置架9-3，所述盒身9-1的內壁上設置有用于對凍融盒9內的溫度進行實時檢測的溫度傳感器9-4，所述盒蓋9-2上設置有供溫度傳感器9-4的信號線穿出的溫度傳感器出線孔9-6;所述凍融循環箱后腔內設置有制冷壓縮機7和凍融狀態控制器4，所述制冷壓縮機7的出風口連接有穿過耐熱隔板6伸入所述凍融循環箱前腔內的出風管15，所述凍融循環箱前腔內設置有穿過耐熱隔板6與制冷壓縮機7的回風口連接的回風管16，所述凍融狀態控制器4包括微控制器模塊4-1和用于將220V交流電11轉換為凍融狀態控制器4中各用電模塊所需電壓的交直流轉換電路模塊4-3，以及與所述微控制器模塊4-1相接的數據存儲器模塊4-2，所述觸摸式液晶顯示屏5與微控制器模塊4-1相接，所述溫度傳感器9-4的信號線穿出溫度傳感器出線孔9-6后與微控制器模塊4-1的輸入端連接，所述微控制器模塊4-1的輸出端接有依次相接的用于接通或斷開220V交流電11給制冷壓縮機7供電的供電回路的第一繼電器4-4和第一接觸器4-5，以及依次相接的用于接通或斷開220V交流電11給加熱電阻絲8供電的供電回路的第二繼電器4-6和第二接觸器4-7，所述第一接觸器4-5串聯在220V交流電11給制冷壓縮機7供電的供電回路中，所述第二接觸器4_7串聯在220V交流電11給加熱電阻絲8供電的供電回路中。
[0040]如圖1所示，本實施例中，所述凍融循環箱箱體I的底部均勻設置有多個支撐座12。所述凍融循環箱箱體I的兩側側壁上均設置有搬運把手13。
[0041]如圖2所示，本實施例中，所述門2通過轉軸14轉動連接在凍融循環箱箱體I上，所述凍融循環箱箱體I與門2貼合的一面四周固定連接有第一磁性吸條，所述門2與凍融循環箱箱體I貼合的一面四周固定連接有與所述第一磁性吸條相配合的第二磁性吸條。
[0042]如圖3、圖4和圖5所示，本實施例中，所述盒身9-1的外壁上設置有第一連接耳9_7，所述第一連接耳9-7上設置有第一螺紋孔9-8，所述盒蓋9-2的外壁上設置有與第一連接耳9-7相配合的第二連接耳9-9，所述第二連接耳9-9上設置有與第一螺紋孔9-8相配合的第二螺紋孔9-10，所述盒蓋9-2通過連接到第二螺紋孔9-10和第一螺紋孔9-8中的螺栓和連接在螺栓上的螺母與盒身9-1可拆卸連接。
[0043]本實施例中，所述盒蓋9-2與盒身9-1之間設置有橡膠墊圈。通過設置橡膠墊圈，能夠起到密封的作用，便于達到高精度的溫度控制。
[0044]本實施例中，所述盒身9-1和盒蓋9-2均為鋁制雙層結構。
[0045]如圖6所示，本實施例中，所述凍土試塊放置架9-3包括四條支撐腿9-32和設置在四條支撐腿9-32頂部的設置有3 X 3個矩形放置格的矩形放置架9-31，每個所述矩形放置格的底部和側壁上均設置有多個透氣孔9-33。通過設置多個透氣孔9-33，能夠保證凍土試塊與加入冷凍盒9內的鹽水溶液充分接觸。
[0046]本實施例中，所述微控制器模塊4-1為單片機。
[0047]本實用新型使用時，打開門2，取出冷凍盒9，將冷凍盒9的盒蓋9-2打開，取出凍土試塊放置架9-3，將凍土試塊用保鮮膜密封包裹后，放置在凍土試塊放置架9-3上，然后將凍土試塊與凍土試塊放置架9-3整體放入冷凍盒9內，向冷凍盒9內緩慢加入質量濃度為25%的鹽水溶液，直至注滿，將溫度傳感器9-4的信號線穿出溫度傳感器出線孔9-6后，蓋上盒蓋
9-2，用力壓實，并將螺栓擰入第二螺紋孔9-10和第一螺紋孔9-8中后，用螺母擰緊固定;再將冷凍盒9裝入所述凍融循環箱前腔內，然后，關好門2，將電源輸入接口 10通過電源線與220￥交流電11連接。
[0048]當要進行凍結試驗時，通過操作觸摸式液晶顯示屏5設置凍結溫度，微控制器模塊4-1先控制第一繼電器4-4接通，使第一接觸器4-5接通制冷壓縮機7的供電回路，制冷壓縮機7啟動，溫度傳感器9-4對凍融盒9內的溫度進行實時檢測并將檢測到的信號實時傳輸給微控制器模塊4-1，當實時檢測溫度達到凍結溫度時，微控制器模塊4-1控制第一繼電器4-4斷開，使第一接觸器4-5斷開制冷壓縮機7的供電回路，制冷壓縮機7停機，恒溫冷凍若干小時后，將凍土試塊取出，即可用于試驗的后續步驟。
[0049]當要進行凍融循環試驗時，通過操作觸摸式液晶顯示屏5設置凍結溫度和融化溫度，微控制器模塊4-1先控制第一繼電器4-4接通，使第一接觸器4-5接通制冷壓縮機7的供電回路，制冷壓縮機7啟動，溫度傳感器9-4對凍融盒9內的溫度進行實時檢測并將檢測到的信號實時傳輸給微控制器模塊4-1，當實時檢測溫度達到凍結溫度時，微控制器模塊4-1控制第一繼電器4-4斷開，使第一接觸器4-5斷開制冷壓縮機7的供電回路，制冷壓縮機7停機，恒溫冷凍若干小時后，微控制器模塊4-1再控制第二繼電器4-6接通，使第二接觸器4-7接通加熱電阻絲8的供電回路，加熱電阻絲8開始加熱，溫度傳感器9-4對凍融盒9內的溫度進行實時檢測并將檢測到的信號實時傳輸給微控制器模塊4-1，當實時檢測溫度達到融化溫度時，微控制器模塊4-1控制第二繼電器4-6斷開，使第二接觸器4-7斷開加熱電阻絲8的供電回路，加熱電阻絲8停止加熱，恒溫加熱若干小時后，再循環進行以上的凍結和融化過程。
[0050]由于冷凍盒9內為質量濃度為25%的鹽水溶液，比熱較大，對于外界溫度變化不敏感，而將溫度傳感器9-4設置在冷凍盒9內部，用于感測溫度變化，更為精確，能夠將溫度精確控制為所需溫度。
[0051]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:包括凍融循環箱箱體(I)和轉動連接在凍融循環箱箱體(I)上的門(2)，所述門(2)上設置有玻璃觀察窗(3)和觸摸式液晶顯示屏(5)，所述凍融循環箱箱體(I)的后壁上設置有用于接入220V交流電(11)的電源輸入接口(10)，所述凍融循環箱箱體(I)內設置有用于將凍融循環箱箱體(I)內部空間分隔為凍融循環箱前腔和凍融循環箱后腔兩部分的耐熱隔板(6)，所述凍融循環箱前腔內設置有凍融盒(9)和加熱電阻絲(8)，所述凍融盒(9)包括盒身(9-1)和與盒身(9-1)可拆卸連接的盒蓋(9-2)，所述盒身(9-1)內底部設置有用于放置凍土試塊的凍土試塊放置架(9-3)，所述盒身(9-1)的內壁上設置有用于對凍融盒(9)內的溫度進行實時檢測的溫度傳感器(9-4)，所述盒蓋(9-2)上設置有供溫度傳感器(9-4)的信號線穿出的溫度傳感器出線孔(9-6);所述凍融循環箱后腔內設置有制冷壓縮機(7)和凍融狀態控制器(4)，所述制冷壓縮機(7)的出風口連接有穿過耐熱隔板(6)伸入所述凍融循環箱前腔內的出風管(15)，所述凍融循環箱前腔內設置有穿過耐熱隔板(6)與制冷壓縮機(7)的回風口連接的回風管(16)，所述凍融狀態控制器(4)包括微控制器模塊(4-1)和用于將220V交流電(11)轉換為凍融狀態控制器(4)中各用電模塊所需電壓的交直流轉換電路模塊(4-3)，以及與所述微控制器模塊(4-1)相接的數據存儲器模塊(4-2)，所述觸摸式液晶顯示屏(5)與微控制器模塊(4-1)相接，所述溫度傳感器(9-4)的信號線穿出溫度傳感器出線孔(9-6)后與微控制器模塊(4-1)的輸入端連接，所述微控制器模塊(4-1)的輸出端接有依次相接的用于接通或斷開220V交流電(11)給制冷壓縮機(7)供電的供電回路的第一繼電器(4-4)和第一接觸器(4-5)，以及依次相接的用于接通或斷開220V交流電(11)給加熱電阻絲(8)供電的供電回路的第二繼電器(4-6)和第二接觸器(4-7)，所述第一接觸器(4-5)串聯在220V交流電(11)給制冷壓縮機(7)供電的供電回路中，所述第二接觸器(4-7)串聯在220V交流電(11)給加熱電阻絲(8)供電的供電回路中。2.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍融循環箱箱體(I)的底部均勻設置有多個支撐座(12)。3.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍融循環箱箱體(I)的兩側側壁上均設置有搬運把手(13)。4.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述門(2)通過轉軸(14)轉動連接在凍融循環箱箱體(I)上，所述凍融循環箱箱體(I)與門(2)貼合的一面四周固定連接有第一磁性吸條，所述門(2)與凍融循環箱箱體(I)貼合的一面四周固定連接有與所述第一磁性吸條相配合的第二磁性吸條。5.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒身(9-1)的外壁上設置有第一連接耳(9-7)，所述第一連接耳(9-7)上設置有第一螺紋孔(9-8)，所述盒蓋(9-2)的外壁上設置有與第一連接耳(9-7)相配合的第二連接耳(9-9)，所述第二連接耳(9-9)上設置有與第一螺紋孔(9-8)相配合的第二螺紋孔(9-10)，所述盒蓋(9-2)通過連接到第二螺紋孔(9-10)和第一螺紋孔(9-8)中的螺栓和連接在螺栓上的螺母與盒身(9-1)可拆卸連接。6.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒蓋(9-2)與盒身(9-1)之間設置有橡膠墊圈。7.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述盒身(9-1)和盒蓋(9-2)均為鋁制雙層結構。8.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述凍土試塊放置架(9-3)包括四條支撐腿(9-32)和設置在四條支撐腿(9-32)頂部的設置有3 X 3個矩形放置格的矩形放置架(9-31)，每個所述矩形放置格的底部和側壁上均設置有多個透氣孔(9-33)09.按照權利要求1所述的一種凍土低溫特性分析用溫控裝置，其特征在于:所述微控制器模塊(4-1)為單片機。
【文檔編號】G05D23/20GK205507575SQ201620275264
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月5日
【發明人】唐麗云, 徐屹凡, 邱培勇
【申請人】西安科技大學