一种以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器及冻制方法

技术领域

本发明涉及温度校准技术领域，尤其涉及一种以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器以及一种水三相点瓶冻制方法。

背景技术

目前，现有的水三相点瓶冻制器是以干冰或低温酒精作为冷源，通过金属导冷将冷量传导到水三相点瓶中，使瓶中的水同时存在固、液、气三种状态达到水的三相点，进行后续的温度校准工作。

其中，水三相点冻制器的冷源为消耗品，需要定期替换，工序繁琐，且频繁操作会降低设备寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器及冻制方法，通过制冷机组作为水三相点瓶冻制器的冷源，将冷量通过导冷金属棒将水三相点瓶中的水实现冻制，减少液氮或干冰等较为昂贵的消耗品的使用，经济性更高，且无需更换，工序简单。

为实现上述目的，本发明提供了一种以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器，包括：水三相点瓶、导冷金属棒、蒸发器和制冷机组；

所述水三相点瓶为中心内凹形成导管、外围为环形密闭腔体的结构，所述密闭腔体中盛装有水，所述导冷金属棒能够插入所述导管；

所述导冷金属棒的顶端安装于所述蒸发器的导冷位置，所述蒸发器通过制冷连接管路与所述制冷机组相连通，以由所述制冷机组向所述蒸发器输送制冷工质。

在上述技术方案中，优选地，以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器还包括定心轴套，所述定心轴套安装于所述导管的入口位置，所述导冷金属棒通过所述定心轴套插入所述导管中。

在上述技术方案中，优选地，所述导管中盛装有酒精。

在上述技术方案中，优选地，所述导管中插入所述导冷金属棒的情况下，酒精液面高度低于所述水三相点瓶的所述密闭腔体中水液面高度大于1厘米。

在上述技术方案中，优选地，所述导冷金属棒能够插入所述导管的底部，所述导管的内径大于所述导冷金属棒的直径不超过2毫米。

本发明还提出一种水三相点瓶冻制方法，应用于如上述技术方案中任一项公开的以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器，包括：

通过制冷机组向蒸发器中输送制冷工质；

所述导冷金属棒将所述制冷工质释放的冷量传输至水三相点瓶，并在所述水三相点瓶的腔体内壁形成冰套。

在上述技术方案中，优选地，在使用前，向所述水三相点瓶的导管中注入高于0℃的水，使得紧贴于所述腔体内壁的冰套内表面融化，形成冰水交界面；

向所述水三相点瓶施加旋转冲量，使得所述冰套能够绕所述导管自由转动。

在上述技术方案中，优选地，所述水三相点瓶中形成的所述冰套的厚度为8～12毫米。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：通过制冷机组作为水三相点瓶冻制器的冷源，将冷量通过导冷金属棒将水三相点瓶中的水实现冻制，减少了液氮或干冰等较为昂贵的消耗品的使用，经济性更高，且无需更换，工序简单。

附图说明

图1为本发明一种实施例公开的以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器的结构示意图；

图2为本发明一种实施例公开的水三相点瓶的具体结构示意图。

图中，各组件与附图标记之间的对应关系为：

1.水三相点瓶，11.导管，12.密闭腔体，13.冰套，2.导冷金属棒，3.蒸发器，4.制冷机组，5.定心轴套，6.制冷连接管路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：

如图1和图2所示，根据本发明提供的一种以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器，包括：水三相点瓶1、导冷金属棒2、蒸发器3和制冷机组4；

水三相点瓶1为中心内凹形成导管11、外围为环形密闭腔体12的结构，密闭腔体12中盛装有水，导冷金属棒2能够插入导管11；

导冷金属棒2的顶端安装于蒸发器3的导冷位置，蒸发器3通过制冷连接管路6与制冷机组4相连通，以由制冷机组4向蒸发器3输送制冷工质。

在该实施方式中，通过制冷机组4作为水三相点瓶1冻制器的冷源，将冷量通过导冷金属棒2将水三相点瓶1中的水实现冻制，减少了液氮或干冰等较为昂贵的消耗品的使用，经济性更高，且无需更换，工序简单。

具体地，水三相点瓶1用作传感器校准，其原理是水在固、液、气三相平衡共存时的温度为273.16K(0.01℃)，为测温学中最基本的固定点，以此固定点可进行传感器的校准。

不同于常规水三相点瓶1冻制器制冷的冷源，本发明的水三相点瓶1的冷源由制冷机组4产生，通过制冷连接管路6将制冷工质输送到蒸发器3中，进行冷量的释放，由导冷金属棒2吸收蒸发器3中释放的冷量，向下传输到水三相点冻制瓶中。随着冷量的不断传导，靠近导冷金属棒2周围的腔体边缘冻成一层均匀冰套13，即完成了水三相点瓶1的冻制工作。然后将其放入水三相点保温容器中，放置24小时以后，方可使用。

在上述实施方式中，优选地，以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器还包括定心轴套5，定心轴套5安装于导管11的入口位置，导冷金属棒2通过定心轴套5插入导管11中，提高导冷金属棒2的安装稳定性，进而提高导冷的均匀性。

在上述实施方式中，优选地，导管11中盛装有酒精，用来填充导冷金属棒2与水三相点瓶1的间隙，更好的将冷量传导到水三相点瓶1中。

在上述实施方式中，优选地，导管11中插入导冷金属棒2的情况下，酒精液面高度低于水三相点瓶1的密闭腔体12中水液面高度大于1厘米。

在上述实施方式中，优选地，导冷金属棒2能够插入导管11的底部，导管11的内径大于导冷金属棒2的直径不超过2毫米，使得导冷金属棒2的冷量能够有效传递到腔体中的水，实现冻制。

本发明还提出一种水三相点瓶冻制方法，应用于如上述实施方式中任一项公开的以制冷机为冷源的水三相点瓶冻制器，包括：

通过制冷机组4向蒸发器3中输送制冷工质；

导冷金属棒2将制冷工质释放的冷量传输至水三相点瓶1，并在水三相点瓶1的腔体内壁形成冰套13。

在上述实施方式中，优选地，在传感器校准使用前，向水三相点瓶1的导管11中注入稍高于0℃的水，如2℃的水，使得紧贴于腔体内壁的冰套13内表面融化，形成第二个冰水交界面；此时若向水三相点瓶1施加一个小的旋转冲量，使得冰套13能够绕导管11自由转动。

在上述实施方式中，优选地，水三相点瓶1中形成的冰套13的厚度为8～12毫米，优选为10毫米。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。