水三相點瓶自動凍制與保存裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種用于對水三相點瓶進行自動凍制與保存的裝置，以及對所述水三相點瓶進行自動凍制與保存的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水三相點是熱力學(xué)溫度固定點，它是由特殊工藝制作的水三相點瓶來復(fù)現(xiàn)的。通常水三相點瓶的內(nèi)部處于純水和水蒸氣二相狀態(tài)，為了實現(xiàn)三相共存，需凍制三相點瓶，使水結(jié)冰，從而達(dá)到冰、水、水蒸氣三相共存狀態(tài)，理論上表征三相共存的物理量溫度是唯一的，賦值為0.0l0Co
[0003]通常凍制水三相點瓶的傳統(tǒng)手工方法有二種:1)液氮、液氧或干冰等冷媒直接倒入水三相瓶的中心阱內(nèi)，瓶內(nèi)的水瞬間結(jié)冰，形成放射狀冰花，然后由底往上，一層層凍制，直到三相點瓶上部凍完，由下往上形成冰套，水三相點瓶凍制完成。2)將水三相點瓶放在有機械制冷的低溫浴內(nèi)，浴的溫度要<_4°C，純水不會自然結(jié)冰，需外部進行干擾或刺激，通常采用的辦法是將三相點瓶從低溫浴中取出，進行輕度的搖晃，看其能否結(jié)冰，若不能結(jié)冰，再放回低溫浴中繼續(xù)冷卻，重復(fù)上述過程直到三相點瓶結(jié)冰，凍制方可完成。
[0004]然而，采用傳統(tǒng)手工方法凍制水三相點瓶的缺點有三點:速凍容易使瓶凍裂，凍制水三相點瓶的冷媒介質(zhì)溫度很低，如最常用的液氮為77K(-196°C )，將如此低溫的液氮倒入水三相點瓶阱8內(nèi)，稍有不慎或方法不得當(dāng)，就會使瓶子凍裂，即使凍制好之后，由于凍制冷媒介質(zhì)的溫度過低，冰套形成放射狀無規(guī)則分布，呈白色，俗稱“過冷”，其溫度低于水三相點溫度，使得示值出現(xiàn)過大偏差，此時需要在保存器內(nèi)放置至少12小時使其回冷，影響工作效率。在低溫浴內(nèi)凍制時，要不時的取出瓶子搖晃，也容易造成水三相點瓶的損壞?，F(xiàn)在單支水三相點瓶加上檢定費較高，容易造成經(jīng)濟損失。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種全自動的水三相點自動凍制與保存裝置，從根本上解決手工凍制易于損壞瓶體、過冷而造成三相點溫度示值偏低，以及回冷過程延誤時間，影響工作效率的問題。
[0006]本實用新型提供了一種水三相點自動凍制與保存裝置，其包括:制冷恒溫槽，在該制冷恒溫槽中具有液體介質(zhì)，該制冷恒溫槽包括混合區(qū)和工作區(qū)；壓縮機制冷機組，該壓縮機制冷機組對所述液體介質(zhì)進行制冷；其特征在于:制冷恒溫槽的工作區(qū)中具有水三相點瓶。
[0007]其中，進一步包括攪拌電機，所述攪拌電機位于所述制冷恒溫槽的混合區(qū)。
[0008]其中，進一步包括隔板，所述隔板位于制冷恒溫槽中，將所述制冷恒溫槽分為混合區(qū)和工作區(qū)。
[0009]其中，所述隔板的下半部分具有過液孔。
[0010]其中，進一步包括控制模塊，所述控制模塊控制對水三相點瓶的凍制和/或保存狀態(tài)。
[0011]其中，進一步包括第一溫度計，所述第一溫度對所述制冷恒溫槽中的液體介質(zhì)的溫度進行檢測。
[0012]其中，進一步包括第二溫度計，所述第二溫度計設(shè)置在水三相點瓶中，與所述水三相點瓶的阱底接觸，所述第二溫度計用于檢測水相點凍制中的相變瞬態(tài)溫度突變。
[0013]其中，所述控制模塊在第二溫度計檢測到相變瞬態(tài)溫度突變時，控制所述裝置進入保存狀態(tài)。
[0014]本實用新型提供一種水三相點自動凍制與保存方法，其包括:采用壓縮機制冷機組對制冷恒溫槽中的液體進行制冷；采用攪拌電機對制冷恒溫槽的混合區(qū)中的液體進行攪拌；對位于制冷恒溫槽中的水三相點瓶進行制冷；控制模塊控制對水三相點瓶的凍制和/或保存狀態(tài)。
[0015]其中，利用第一溫度對所述制冷恒溫槽中的液體介質(zhì)的溫度進行檢測。
[0016]其中，利用第二溫度計檢測水相點凍制中的相變瞬態(tài)溫度突變，所述第二溫度計設(shè)置在水三相點瓶中，與所述水三相點瓶的阱底接觸。
[0017]其中，控制模塊設(shè)定保持狀態(tài)的溫度值。
[0018]其中，當(dāng)?shù)谝粶囟扔嫏z測到所述液體介質(zhì)的溫度低于某預(yù)定溫度值時，降低壓縮機制冷機組的制冷功率。
[0019]其中，當(dāng)?shù)诙囟扔嫏z測到相變瞬態(tài)溫度突變后，關(guān)閉所述壓縮機制冷機組，控制模塊將裝置進入保存狀態(tài)。
[0020]本實用新型實現(xiàn)了水三相點瓶完整的自動凍制與保存?？朔藗鹘y(tǒng)手工凍制易于損壞瓶子以及費工、費時的弊端，大幅提高了工作效率。采用壓縮機制冷技術(shù)，實現(xiàn)了緩慢降溫凍制，使三相點瓶內(nèi)冰的晶格分布均勻、不過冷，凍制后便可使用。即凍即用，省時省力。而以往用液氮等制冷劑凍制方法，產(chǎn)生過冷至少要在保存器中回冷12小時方可使用，否則水三相點值偏低。實現(xiàn)隨凍隨用，可不必長時間開機保存，使用方便且節(jié)省能源，利于環(huán)境保護。
【附圖說明】
[0021]圖1水三相點自動凍制與保存裝置示意圖；
[0022]圖2水三相點自動凍制與保存裝置的制冷恒溫槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3水三相點瓶結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了便于理解本實用新型，下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下述的說明只是為了便于對實用新型進行解釋，而不作為對其范圍的具體限定。
[0025]物質(zhì)在液、固相變過程中會有相變潛熱放出，在相變瞬態(tài)溫度突變。利用此原理，在水三相點凍制過程中，連續(xù)測量阱內(nèi)的溫度，一經(jīng)溫度突然上升，發(fā)生跳躍式突變，便可以鎖定水三相點瓶已凍制，由液態(tài)水相變?yōu)楣虘B(tài)冰。
[0026]本實用新型基于此原理，提出了一種水三相點瓶自動凍制與保存裝置。如圖1所示，水三相點瓶自動凍制與保存裝置，包括:制冷恒溫槽I和控制面板2。如圖2所示，所述制冷恒溫槽I中可提供恒定溫度，在該制冷恒溫槽I中具有液體介質(zhì)，通過該液體介質(zhì)進行制冷，優(yōu)選該液體介質(zhì)為乙醇；壓縮機制冷機組，所述壓縮機制冷機組對所述制冷恒溫槽I中的液體介質(zhì)進行制冷，通過壓縮機制冷機組使得所述液體介質(zhì)具有不同的溫度，可實現(xiàn)對液體介質(zhì)的降溫；恒溫槽控溫溫度計4，所述恒溫槽控溫溫度計4對制冷恒溫槽I中的溫度進行測量，獲得液體介質(zhì)的實時溫度；其中，所述制冷恒溫槽I為雙體結(jié)構(gòu)，該制冷恒溫槽I包括左右兩個部分，兩個部分中間通過隔板隔開，所述隔板