(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210435587.3 (22)申请日 2022.04.24 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 杨恒　王文峰　雷红帅　魏勇　 陈浩森　方岱宁　 (74)专利代理 机构 北京正阳理工知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11639 专利代理师 王松 (51)Int.Cl. G01N 3/18(2006.01) G01N 3/02(2006.01) B01L 1/00(2006.01) (54)发明名称 一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境箱 (57)摘要 本发明属于材料测试技术领域， 具体公开了 一种霍普金森 杆用小尺寸超低温环 境箱， 本超低 温环境箱包括温控系统、 保温系统与观测系统； 所述温控系统包括制冷管路、 测温热电偶、 电磁 阀和外接温控器； 所述保温系统包括外箱体、 内 箱体、 箱门、 保温材料、 相对设置的侧杆孔、 可拆 卸设置于 所述侧杆孔处的套环、 密封环和密封环 定位套管； 所述观测系统包括箱体前、 后和上侧 双层玻璃窗、 电加热片。 本发明使得实验温度能 够长时间保持在一个稳定的超低温度， 箱体整体 尺寸小易安装， 在实验 过程中便于照明和图像采 集， 并能够有效防止冲击试验产生的碎片飞溅且 箱体使用寿 命长。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 114739825 A 2022.07.12 CN 114739825 A 1.一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 包括温控系统、 保温系统与观 测系统； 所述温控系统包括制冷管路、 测温热电偶、 电磁阀和外接温控器； 所述保温系统包 括外箱体、 内箱体、 箱门、 保温材料、 相对设置的侧杆孔、 可拆卸设置于所述侧杆孔处的套 环、 密封环和密封环定位套 管； 所述保温材料设置于所述外箱体与所述内箱体之 间， 所述密 封环嵌设于所述套环； 所述电磁阀安装于所述外箱体一上角， 所述电磁阀与内部液氮管路 相连， 所述制冷管路铺设于所述内箱体顶部， 所述内箱体底部有空腔用于 贮存液氮； 所述测 温热电偶对称安装于所述内箱体内部杆件高度位置， 导线连接至所述外箱体输出接口； 所 述观测系统包括箱体前、 后和上侧双层玻璃窗、 电加热片， 所述电加热板 设置于所述双层玻 璃窗的外侧。 2.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述内外箱体、 箱门及连接 件均为304不锈钢材质， 且所述小尺寸超低温环境箱为 一体成型。 3.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述双层玻璃窗为多边形窗 口； 或者， 所述双 层玻璃窗为弧形窗口。 4.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述保温系统还包括设置于 所述箱门的卸压孔。 5.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特 征在于： 所述保温材 料为石棉材 料。 6.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述密封环采用石棉材料制 成。 7.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述双层玻璃窗由耐低温的 石英玻璃制成。 8.如权利要求1所述的小尺寸超低温环境箱， 其特征在于： 所述电加热片由橡胶与电阻 丝制成， 且附于所述双 层玻璃窗的外侧。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114739825 A 2一种霍普 金森杆用小尺寸超 低温环境箱 技术领域 [0001]本发明属于材料测试技术领域， 具体涉及一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境 箱。 背景技术 [0002]经典的霍普金森杆实验技术可以有效测量材料在高应变率下的动态力学行为， 但 是随着深空探测技术的发展， 航天结构服役于超低温环境且易受到冲击载荷。 因此， 超低温 下材料的动态力学行为成为人们普遍关心的科学问题， 需要对材料进 行低温性能的动态测 试， 而经典的霍普金森杆实验技 术无法满足测量要求， 需要开发低温环境装置 。 [0003]现有的同类型的低温环境装置， 主要有如下几个缺点： 1)超低温环境(< ‑180℃)获 取成本高； 2)实验过程同步观测困难； 3)实验 装置利用率低。 发明内容 [0004]为了解决上述技术问题， 本发明提供了一种霍普金森杆用小尺寸超低温环境箱， 包括温控系统、 保温系统与观测系统； 所述温控系统包括制冷管路、 测温热电偶、 电磁阀和 外接温控器； 所述保温系统包括外箱体、 内箱体、 箱门、 保温材料、 相对设置的侧杆孔、 可拆 卸设置于所述侧杆孔处的套环、 密封环和密封环定位套管； 所述保温材料设置于所述外箱 体与所述内箱体之间， 所述密封环嵌设于所述套环； 所述电磁阀安装于所述外箱体一上角， 所述电磁阀与内部液氮管路相连， 所述制冷管路铺设于所述内箱体顶部， 所述内箱体底部 有空腔用于贮存液氮； 所述测温热电偶对称安装于所述内箱体内部杆件高度位置， 导线连 接至所述外箱体输出接口； 所述观测系统包括箱体前、 后和上侧双层玻璃窗、 电加热片， 所 述电加热板设置 于所述双 层玻璃窗的外侧。 [0005]作为一种优选： 所述内外箱体、 箱门及连接件均为304不锈钢材质， 且所述小尺寸 超低温环境箱为 一体成型。 [0006]作为一种优选： 所述双层玻璃窗为多边形窗口； 或者， 所述双层玻璃窗为弧形窗 口。 [0007]作为一种优选： 所述保温系统还 包括设置 于所述箱门的卸压孔。 [0008]作为一种优选： 所述保温材 料为石棉材 料。 [0009]作为一种优选： 所述密封环采用石棉材 料制成。 [0010]作为一种优选： 所述双 层玻璃窗由耐低温的石英玻璃制成。 [0011]作为一种优选： 所述电加热片由橡胶与电阻丝制成， 且附于所述双层玻璃窗的外 侧。 [0012]有益效果： [0013]在本发明中， 选用了液氮作为制冷剂， 技术成熟可靠， 通过温度控制器反馈调节电 磁阀开闭来调节液氮供应量， 内腔 留有储液槽， 使得实验温度能够长时间保持在一个稳定 的温度。 本发明外箱体整体尺寸小易安装， 且外箱体底座四角留有地脚， 可配备微调支座，说　明　书 1/3 页 3 CN 114739825 A 3