用于控制流变仪或粘度计的温度的系统和方法与流程

    专利查询2026-06-11  6


    本发明涉及用于温度控制的方法和系统,更具体地,涉及流变仪或粘度计的温度控制系统。


    背景技术:

    1、为了测量样品的流变性质,使用流变仪或粘度计。因为样品的流变性质通常高度依赖于其温度,所以重要的是流变仪/粘度计具有精确的温度控制机构。这允许测量和说明流变性质对温度的依赖性。存在不同的温度控制机构,诸如电阻器、热交换器和珀尔帖(peltier)元件。然而,这些不同的系统具有缺点。例如,基于珀尔帖元件的温度控制机构可以控制温度从-40℃至高达160℃。然而,基于珀尔帖元件的温度控制机构通常不能达到超过200℃的温度,并且如果升高到高温则性能劣化。因此,在该领域中存在改进的空间。


    技术实现思路

    1、根据本发明的第一方面,提供了一种用于流变仪或粘度计的温度控制系统。该温度控制系统包括:加热器子单元,该加热器子单元包括至少一个电阻器加热元件;珀尔帖元件子单元,该珀尔帖元件子单元包括至少一个珀尔帖元件;和位移系统,该位移系统被布置成使该珀尔帖元件子单元与该加热器子单元接触和脱离接触。

    2、还提供了一种用于测量样品的流变性质的系统。该系统包括致动器;测量装置,该测量装置被布置用于测量施加到该样品的力和该样品的变形;转子;定子;和前述的温度控制系统。该致动器被构造成相对于该定子移动该转子以使该样品变形。

    3、还提供了一种控制用于流变仪或粘度计的样品的温度的方法。该方法包括将该样品加载到该流变仪或粘度计;用以下项中的一者或两者调节该样品的温度:加热器子单元,该加热器子单元包括至少一个电阻器加热元件;和珀尔帖元件子单元,该珀尔帖元件子单元包括至少一个珀尔帖元件;以及响应于该珀尔帖元件子单元的温度,操作位移系统以使该珀尔帖元件子单元与该加热器子单元接触和脱离接触。

    4、使用珀尔帖元件子单元,上述温度控制系统能够在低温范围内提供样品的微调温度控制,通常从-40℃至高达160℃。使用加热器子单元,温度控制系统可以在高温范围内提供样品的温度控制,通常高于160℃并且高达400℃。通过使用位移系统,可以确保当样品在高温范围内被加热时珀尔帖元件子单元与加热器子单元脱离接触,并且因此可以避免珀尔帖元件的劣化。



    技术特征:

    1.一种用于流变仪或粘度计的温度控制系统,所述温度控制系统包括:

    2.根据权利要求1所述的温度控制系统,其中所述加热器子单元和/或所述珀尔帖元件子单元还包括至少一个温度传感器,所述至少一个温度传感器用于测量所述加热器子单元和/或所述珀尔帖元件子单元的至少一部分的温度。

    3.根据权利要求1或2所述的温度控制系统,其中所述位移系统被布置成基于以下各项中的至少一项或多项使所述珀尔帖元件子单元与所述加热器子单元接触和脱离接触:

    4.根据任一前述权利要求所述的温度控制系统,其中所述加热器子单元和/或所述珀尔帖元件子单元还包括用于从所述子单元去除热量的至少一个热交换器。

    5.根据权利要求4所述的温度控制系统,其中所述至少一个热交换器包括以下项中的一者或多者:液体散热器、气体冷却散热器、冷却翅片和风扇。

    6.根据权利要求4或5所述的温度控制系统,其中所述加热器子单元的所述热交换器被定位在所述电阻器加热元件与所述珀尔帖元件之间。

    7.根据权利要求1至5中任一项所述的温度控制系统,其中所述加热器子单元包括与所述电阻器加热元件热接触的第一热传导材料,并且所述珀尔帖元件子单元包括与所述珀尔帖元件热接触的第二热传导材料,并且使所述珀尔帖元件子单元与所述加热器子单元接触和脱离接触包括使所述第一热传导材料与所述第二热传导材料接触和脱离接触。

    8.根据任一前述权利要求所述的温度控制系统,其中所述加热器子单元的第一表面被布置成接近所述样品,并且所述加热器子单元的第二表面与所述珀尔帖元件子单元之间的距离在所述位移系统的作用下是可调节的。

    9.根据权利要求1至5中任一项所述的温度控制系统,其中所述位移系统被构造成响应于所述珀尔帖元件子单元的温度大于阈值温度而分离所述子单元,使得在所述加热器子单元与所述珀尔帖元件子单元之间存在至少1mm的间隙。

    10.根据权利要求1至5中任一项所述的温度控制系统,其中所述位移系统经由位移致动器或由热膨胀或收缩引起的位移使所述珀尔帖元件子单元与所述加热器子单元接触和脱离接触。

    11.根据权利要求1至5中任一项所述的温度控制系统,还包括控制器,其中所述控制器被布置成通过调节所述电阻器加热元件、所述珀尔帖元件、所述位移系统和所述热交换器中的一者或多者来控制所述样品温度。

    12.根据权利要求11所述的温度控制系统,其中所述控制器被布置成接收来自所述至少一个温度传感器的数据作为控制输入。

    13.一种用于测量样品的流变性质的系统,所述系统包括:

    14.一种控制通过流变仪或粘度计分析的样品的温度的方法,所述方法包括:

    15.根据权利要求14所述的方法,其中所述方法还包括第一操作模式,在所述第一操作模式中:

    16.根据权利要求15所述的方法,其中在所述第一操作模式中,所述方法还包括当所述珀尔帖元件子单元不与所述加热器子单元接触时将所述珀尔帖元件子单元保持在待机温度,其中所述待机温度小于或等于所述第一阈值温度。

    17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法,其中所述方法包括第二操作模式,在所述第二操作模式中:

    18.根据权利要求17所述的方法,其中所述第二阈值温度与所述待机温度相同。

    19.根据权利要求15至16中任一项所述的方法,其中所述方法包括第三操作模式,在所述第三操作模式中,所述样品的温度从第一温度增加到低于所述第一阈值温度的第二温度,其中使用所述电阻器加热元件和所述珀尔帖元件两者来增加所述样品的温度。


    技术总结
    本发明题为“用于控制流变仪或粘度计的温度的系统和方法”。本发明涉及用于温度控制的方法和系统,更具体地,涉及用于控制流变仪或粘度计的样品温度的温度控制系统。用于流变仪或粘度计的该温度控制系统包括:加热器子单元,该加热器子单元包括至少一个电阻器加热元件;珀尔帖元件子单元,该珀尔帖元件子单元包括至少一个珀尔帖元件;和位移系统,该位移系统被布置成使该珀尔帖元件子单元与该加热器子单元接触和脱离接触。

    技术研发人员:P·谢罗
    受保护的技术使用者:热电(卡尔斯鲁厄)有限责任公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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