专利名称：一种温控夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于光辐射测量领域，具体涉及一种温控夹具。
背景技术：
LED等半导体器件对温度非常敏感，在对其测试过程中，由于其自身发热或者其他外界因素导致的温度变化，对测量结果影响较大，因此，在测试过程中能够保持LED稳定在指定温度下的恒温状态非常重要。传统的温控夹具如图I所示，包括一个导热铜块、热电转换器和散热器，热电转换器位于导热铜块和散热器之间。实际测量时，被测LED置于导热铜块上，热电转换器对导热铜块进行制冷或加热，导热铜块与被测LED进行充分的热传导，从而降低或升高被测LED的 温度，实现LED的恒温控制。但是，由于导热铜块本身存在一定的热容和热阻，如果导热铜块的长度过长、铜块的体积较大，导致热电转换器与被测LED之间的热传导时间长，较难达到热平衡，上述因素对LED的温控速度和精度影响较大。因此，由于导热铜块长度的限制，传统温控夹具难以应用到某些需要将LED长距离地伸入到测试设备中(如利用积分球测量LED产品的光色性能)，否则将导致温控速度慢、精度低，不能满足高精度测试要求。
实用新型内容为了克服现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型公开了一种温控夹具，该温控夹具能够有效保持温控目标在指定温度下的恒温状态，且具有温控速度快、准确度高等特点。一种温控夹具，包括热电转换器和导热块，其特征在于，所述的导热块包括第一导热块和第二导热块，所述的热电转换器位于第一导热块和第二导热块之间，且热电转换器的上下表面分别与第一导热块和第二导热块压紧接触，所述的第一导热块与温控目标相接触。热电转换器是直接将热能和电能进行相互转换的热电元件。在其两端加载直流电压，热量将会从热电元件的一端流到另一端，此时，热电元件的一端温度会降低，而另一端的温度同时上升。值得注意的是，只要改变电流方向，即可改变热流的方向，从而将热量输送到另一端。因此，在同一个热电元件上就可以同时实现制冷和加热两种功能。此外，热电元件还具有体积小、重量轻、温控准确度高、温控范围宽等优点，可实现较宽范围内的高精度恒温控制。本实用新型公开的温控夹具，通过设置两个导热块，将热电转换器设置于两个导热块之间，并通过两个导热块压紧该热电转换器，使支承温控目标的第一导热块长度较�。谝坏既瓤榈娜茸韬腿热菀蚕嘤Φ亟闲。鹊缱黄鞫晕驴啬勘甑闹评浠蚣尤仁奔湟步隙蹋虼耍鹊缱黄鞯奈露饶芄槐患笆�、快速地经第一导热块传导到温控目标上，以确保温控目标的恒温状态，具有传递热量快、温控精度高等特点，特别适用于需要将温控目标长距离伸入的测试设备。[0008]本实用新型还可以通过以下技术方案进一步限定和完善。作为优�。ㄉ⑷绕鳎龅纳⑷绕饔氲诙既瓤橄嘟哟ゲ⒐潭�。这里的散热器的散热功率应足够大，以保证散热器将第二导热块传导来的热量快速输出，从而确保与第二导热块接触的热电转换器不会由于温度过高而损坏。一般上，散热器的散热功率的大小应能够使得第二导热块稳定在室温25°C左右。作为优选,所述的热电转换器为TEC(Thermoelectric Cooler)半导体制冷器。本领域的技术人员都熟知，半导体制冷器在单位时间内吸收或放出的热量取决于其电流大�。虼耍ü鹘诘缏返牡缌鞔笮。纯煽刂瓢氲继逯评淦魑然蚍湃鹊哪芰Γ欢ü鹘诎氲继逯评淦骺刂频缏返牡缌鞣较颍纯傻鹘赥EC的加热或制冷状态(将控制电路正接，TEC吸热，对温控目标制冷；将控制电路反接，TEC散热，对温控目标加热)。例如，控制电路正接时，当温控目标的实际温度远高于设定温度时，增大电流提高TEC的吸热能力，以快速降低温控目标的温度；控制电路反接时，当温控目标的实际温度略低于设定温度时，电流值取较小值以对温控目标略微加热。控制电路正接时，当温控目标的实际温度低于设定温度 时，将电路反接以加热温控目标；反接时，当温控目标的实际温度高于设定温度时，将电路正接对温控目标进行降温。因此，通过调节TEC控制电路的电流大小和方向，即可实现对温控目标的精确控温，保证温控目标能够在指定温度下保持恒温状态。作为优�。ㄓ糜诜胖梦露却衅鞯耐ǹ祝龅耐ǹ咨柚迷诘谝坏既瓤榈哪诓浚渖媳砻嬗氲谝坏既瓤榈纳媳砻娲嬖谝欢ǖ木嗬�、下表面贯穿第一导热块的下表面。该通孔距第一导热块上表面的距离需要足够小(一般取为0. 5mm)，以便温度传感器能够实时、准确地感应到放置在第一导热块上的温控目标的温度，从而实时调节热电转换器的输入电流，确保温控目标的恒温状态。作为优�。乐菇哟ッ嫔铣鱿挚障叮贾氯却疾怀浞郑诘谝坏既瓤楹腿鹊缱黄鞯慕哟ッ�、第二导热块和热电转换器的接触面、以及第二导热块和散热器的接触面上均涂有导热硅脂，以便各个接触面均能充分导热。作为优�。龅牡谝坏既瓤�、第二导热块、散热器的材质均为铜或者其他导热性能良好的材料。作为优�。林释饪牵龅纳⑷绕魃柚迷谕饪悄诓坎⒂胪饪枪潭樱龅牡诙既瓤橛胪饪枪潭�。传统的温控夹具一般采用铁质外壳，铁质外壳不仅加工难度大，且制成的夹具尺寸精度低；本实用新型利用本身平整度非�：玫穆林聘职逯瞥赏饪牵庸と菀浊页叽缇雀�。此外，这里的散热器与外壳固定连接、外壳又与第二导热块固定连接，即散热器通过外壳与第二导热块固定连接，保证了整个温控夹具连接牢固。作为优选，包括套在导热块上的隔热套，所述的隔热套与第一导热块固定连接；或者所述的隔热套与第一导热块与外壳均固定连接，以将导热块与外界环境隔离开来，保证导热块的温度不受外界环境的影响，提高测量精度。作为优�。ㄉ柚迷谕饪悄诓康姆缁龅姆缁肷⑷绕鞴潭樱员慵笆笔涑錾⑷绕魃⒎⒌娜攘浚Ｖど⑷绕鞯暮阄伦刺Ｈ绻⑷绕鞯纳⑷裙β式闲。攘坎荒芗笆笔涑觯贾碌诙既瓤榈奈露壬撸贾氯鹊缱黄饔氲诙既瓤榻哟サ谋砻嫖露壬撸佣跋煳驴啬勘甑奈驴鼐龋现厥保鸹等鹊缱黄�。作为优选，为保证整个夹具的美观，包括用于压紧接线的压圈，所述的压圈通过螺纹固定连接到隔热套上。一般上，从温控目标引出的接线包括供电线和测量线，分别沿隔热套顺延至压圈，压圈通过调节螺纹以压紧、固定接线。作为优选，在隔热套和压圈的外面套上盖子，以保持温控夹具的整体性，并用以防
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.+. -rf* O需要说明的是，上述的温控目标一般为LED等半导体器件。综上所述，本实用新型的有益效果是，通过设置两个导热块，将热电转换器设置于两个导热块之间，以缩短温控目标和热能转化器之间导热块的长度，从而减小其热阻和热容，使得热电转换器能够能够及时、快速地将热量传导至温控目标，以确保温控目标能够稳定在任意指定的恒温状态，具有温控速度快、准确度高等特点，特别适用于需要将温控目标长距离伸入的测试设备。
图I为传统的温控夹具的结构示意图；图2为实施例I的结构示意图；图3为实施例I应用到积分球测试中的结构示意图；图4为实施例2的结构示意图；图5为实施例3的结构示意图；图6为实施例4的结构示意图。I-热电转换器；2_导热块；2-1_第一导热块'2-2-第二导热块；3_散热器；4_隔热套;5-外壳；6-压圈；7-通孔；8-风机；9-盖子。
具体实施方式
实施例I如图2所示，一种温控夹具，包括热电转换器I、第一导热块2-1、第二导热块2-2、散热器3、隔热套4和外壳5,热电转换器I位于第一导热块2-1和第二导热块2-2之间、并通过第一导热块2-1和第二导热块2-2压紧；散热器3设置在外壳5内部并与外壳5固定连接，第二导热块2-2与散热器3相接触并固定连接；隔热套4套在导热块2上，隔热套4与第一导热块2-1与外壳5均固定连接。在第一导热块2-1的内部还设置有用于放置温度传感器的通孔7，其上表面与第一导热块2-1的上表面的距离0. 5mm、下表面贯穿第一导热块2_1的下表面。在外壳5的内部还设置有与散热器3固定连接的风机8，用于将散热器3发出的热量及时输出。另外，为美观起见，在隔热套4的外侧还通过螺纹固定一压圈6，用于将从被测LED的供电线和测量线压紧、固定。本实施例中的热电转换器I为半导体制冷器，第一导热块2-1和第二导热块2-2均为导热性能良好的铜块，散热器3的导热界面也为铜管。此外，为防止在接触面上出现空隙，在第一导热块2-1和热电转换器I的接触面、第二导热块2-2和热电转换器I的接触面、以及第二导热块2-2和散热器3的接触面上均涂有导热硅脂，以便充分进行热传导。在实际测量过程中，通孔7内的温度传感器将被测LED的实时温度传送至控制器，热电转换器I通过外接控制电路控制，外界控制电路给热电转换器I输入一定的电流，通过控制器控制热电转换器I的电流大小和方向，实现被测LED的恒温状态。假设散热器3的散热功率足够大，使得散热器3与周围环境充分热交换，保持其温度稳定在室温25°C左右。具体的控制过程如下若需要使被测LED稳定在50°C，温度传感器测得LED的实时温度为60°C，则将控制电路正接，热电转换器I吸热，以降低LED的温度，直至LED的实时温度为500C ;若LED的实时温度为40°C，则将控制电路反接，热电转换器I放热，以提高LED的温度，直至LED的实时温度为50°C。上述过程可循环进行，以确保被测LED在测量过程中始终保持温度恒定。本实施例I特别适用于需要将被测LED长距离伸入的测试设备，如利用积分球测量LED的光色性能，如图3所示。测量时，仅需要将被测LED放置在第一导热块2_1上，并在积分球开口处设置一用以支撑该温控夹具的支撑架，即可实现在整个测量过程中，被测LED的温度始终保持恒定，从而使得测得的光色参数的准确度也较高。实施例2如图4所不,本实施例与实施例I不同的是,本实施例中没有设置外壳5、压圈6和 风机8，隔热套4仅与第一导热块2-1固定连接。实施例3如图5所示，本实施例与实施例I不同的是，本实施例中的第二导热铜块2-2是散热器3的一部分，即两者是一体化的；还包括有套在隔热套4和压圈6上的盖子9，用以防
.+. -rf* O实施例4如图6所示，本实施例与实施例2不同的是，本实施例中的第二导热铜块2-2是散热器3的一部分，即两者是一体化的。
权利要求1.一种温控夹具，包括热电转换器⑴和导热块(2)，其特征在于，所述的导热块(2)包括第一导热块(2-1)和第二导热块(2-2)，所述的热电转换器(I)位于第一导热块(2-1)和第二导热块(2-2)之间，且热电转换器(I)的上下表面分别与第一导热块(2-1)和第二导热块(2-2)压紧接触，所述的第一导热块(2-1)与温控目标相接触。
2.如权利要求I所述的一种温控夹具，其特征在于，包括散热器(3)，所述的散热器(3)与第二导热块(2-2)相接触并固定连接。
3.如权利要求I所述的一种温控夹具，其特征在于，所述的热电转换器(I)为半导体制冷器。
4.如权利要求I所述的一种温控夹具，其特征在于，包括用于放置温度传感器的通孔(7)，所述的通孔(7)设置在第一导热块(2-1)的内部。
5.如权利要求I或2所述的一种温控夹具，其特征在于，在第一导热块(2-1)和热电转 换器⑴的接触面、第二导热块(2-2)和热电转换器⑴的接触面、以及第二导热块(2-2)和散热器(3)的接触面上均涂有导热硅脂。
6.如权利要求I所述的一种温控夹具，其特征在于，所述的第一导热块(2-1)、第二导热块(2-2)以及散热器(3)的材质均为铜或者其他导热性能良好的材料。
7.如权利要求2所述的一种温控夹具，其特征在于，包括铝质外壳(5)，所述的散热器(3)设置在外壳(5)内部并与外壳(5)固定连接，所述的第二导热块(2-2)与外壳(5)固定连接。
8.如权利要求I或6所述的一种温控夹具，其特征在于，包括套在导热块(2)上的隔热套(4)，所述的隔热套(4)与第一导热块(2-1)固定连接；或者所述的隔热套(4)与第一导热块(2-1)与外壳(5)均固定连接。
9.如权利要求7所述的一种温控夹具，其特征在于，包括设置在外壳(5)内部的风机(8)，所述的风机⑶与散热器(3)固定连接。
10.如权利要求8所述的一种温控夹具，其特征在于，包括用于压紧接线的压圈(6)，所述的压圈(6)通过螺纹固定连接到隔热套(4)上。
专利摘要本实用新型公开了一种温控夹具，包括第一导热块、第二导热块和热电转换器，热电转换器位于第一导热块和第二导热块之间、并通过第一导热块和第二导热块压紧。该温控夹具通过将导热块分为两块，以缩短温控目标和热能转化器之间导热块的长度，从而减小其热阻和热容，使得热电转换器能够及时、快速地将热量传导至温控目标，能够有效保持温控目标在指定温度下的恒温状态，且具有温控速度快、准确度高等特点，特别适用于需要将温控目标长距离伸入的测试设备。
文档编号G01J1/04GK202494515SQ20122007421
公开日2012年10月17日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者潘建根, 马鲁新 申请人:杭州远方光电信息股份有限公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
