CN220232313U - 恒温控制箱及恒温控制系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种恒温控制箱及恒温控制系统，包括：箱体、至少两个加热点和温度传感器，其中，箱体被构造为具有安装光学谐振腔的空间，至少两个加热点设置在箱体的内壁上，被配置为为空间提供热量，且箱体内还设置有温度传感器，以检测加热点在空间内所产生热量的温度，每个加热点配置至少一个温度传感器，且，加热点被配置为基于温度传感器检测到的温度与空间实际所需预设工作温度之间的大小关系，调整释放的热量，以使空间内温度位于允许的工作温度范围内。本公开所提供的恒温控制箱，可以避免由于内部有效工作区域的结构不对称导致热传递不均匀造成有工作区域内温差大的结果，从而进一步保证测量结果的准确性。

Description

恒温控制箱及恒温控制系统

技术领域

本公开涉及温控技术领域，具体地，涉及一种恒温控制箱及恒温控制系统。

背景技术

在使用光腔衰荡光谱法对气体浓度测试时，光学谐振腔的腔长的稳定性对测量结果的稳定性起到至关重要的作用，由于热胀冷缩的物理特性，环境温度是影响腔长的一个指标。一般在实验室和厂房等相对封闭的室内环境下，环境温度短期内并不会剧烈变化或者说变化不足以造成激光模式与光腔模式匹配失败。但是在特殊环境里，如开放式户外环境很有可能因环境温度骤变导致激光模式与光腔模式匹配失败，从而会出现测量结果不稳定或测量错误等异常现象。为了避免上述的情况发生，目前本领域技术人员所采取的办法是将光腔置于一个温度相对恒定且均匀的箱体内。

但现有技术的恒温箱由于内部有效工作区域的结构不对称，导致热传递不均匀，造成有工作区域内的最大温差大于0.3℃，仍然会出现测量结果不稳定和测量错误等异常现象。

实用新型内容

有鉴于此，本公开实施例提供了一种恒温控制箱，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

根据本公开的第一方面，本公开提供了一种恒温控制箱，包括：

箱体，所述箱体被构造为具有安装光学谐振腔的空间；

至少两个加热点，所述至少两个加热点设置在所述箱体的内壁上，被配置为为所述空间提供热量，且所述箱体内还设置有温度传感器，以检测所述加热点在所述空间内所产生热量的温度，每个所述加热点配置至少一个温度传感器；且，

所述加热点被配置为基于所述温度传感器检测到的温度与所述空间实际所需预设工作温度之间的大小关系，调整释放的热量，以使所述空间内温度位于允许的工作温度范围内。

可选地，所述恒温控制箱还包括位于所述箱体内的导风装置，所述导风装置包括导风罩，所述导风罩具有导风腔以及与所述导风腔连通的进风口和排风口；

所述导风装置还包括安装在所述排风口的排风元件，所述排风元件被配置为将所述导风腔外的气流导入导风腔内再由所述排风口排出。

可选地，所述排风元件的排出的气流方向相对于所述光学谐振腔的光路的延伸方向倾斜。

可选地，所述导风装置还包括导风板，所述导风板设置在所述导风罩上，且被配置为将所述排风元件从所述导风腔排出的所述气流沿所述导风板延伸方向流动。

可选地，所述导风板的数量与所述加热点相同且对应设置，所述导风板朝向对应的所述加热点倾斜设置，所述导风板上安装有所述温度传感器。

可选地，所述箱体包括依次设置的外骨架层、中间保温层和内反射层，所述加热点设置在所述内反射层上。

可选地，所述箱体为方形箱体，所述箱体包括U字形主板，以及分别插装在所述U字形主板的底板左右两侧并均与所述U字形主板的前后端板可拆卸连接的左侧板和右侧板，所述箱体还包括顶板，所述顶板与所述U字形主板的前后端板可拆卸连接。

可选地，所述箱体还开设有光路调整窗口，以及以可拆卸地方式设置在所述箱体上以关闭所述光路调整窗口的封堵组件，所述封堵组件包括：

主挡板，所述主挡板被构造为封堵所述光路调整窗口；

第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板均通过紧固件可拆卸地连接在所述箱体上，以将所述主挡板压紧在箱体上。

可选地，所述箱体还具有穿线孔以及安装在所述穿线孔上的绝缘套，所述加热点、所述温度传感器的电子线路经由所述绝缘套进入所述箱体内并与对应的所述加热点、所述温度传感器连接。

根据本公开的第二方面，本公开还提供了一种恒温控制系统，所述恒温控制系统包括安装箱以及设置在所述安装箱内的光学谐振腔，所述安装箱为如前所述的恒温控制箱。

本公开所提供的恒温控制箱，箱体的安装光学谐振腔的空间内设置了至少两个加热点，且每个加热点都配置至少一个温度传感器，温度传感器检测加热点在空间内所产生热量的温度，并且加热点可以基于温度传感器检测到的温度与空间实际所需预设工作温度之前的大小关系调整释放的热量，使空间内环境温度位于允许的工作温度范围内，从而使有效工作区域内环境温度相对比较均匀，可以保证测量结构的准确性。也就是说，使用本公开的恒温控制箱可以避免现有技术中因光腔衰荡光谱的测量单元的结构不对称引起的工作区域内环境温度不均匀的问题。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

图1是本公开一实施例提供的一种恒温控制系统的结构示意图；

图2是本公开一实施例提供的一种恒温控制箱的爆炸结构示意图；

图3是本公开一实施例提供的一种恒温控制箱的局部爆炸结构示意图；

图4是本公开一实施例提供的一种恒温控制箱内部的气体流向的主视图；

图5是本公开一实施例提供的一种恒温控制箱内部的气体流向的俯视图；

图6是本公开一实施例提供的一种恒温控制箱的箱体局部结构示意图。

附图标记

1-加热点；2-温度传感器；3-导风罩；31-导风腔；32-进风口；33-排风口；4-排风元件；5-导风板；6-U字形主板；7-左侧板；8-右侧板；9-顶板；10-光路调整窗口；11-主挡板；12-第一压板；13-第二压板；14-穿线孔；15-绝缘套；16-外骨架层；17-中间保温层；18-内反射层。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面结合附图对本公开的具体实施方式进行描述。

在本文中，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示重要程度及顺序、以及互为存在的前提等。

在本文中，“相等”、“相同”等并非严格的数学和/或几何学意义上的限制，还包含本领域技术人员可以理解的且制造或使用等允许的误差。

本公开提供了一种恒温控制箱，包括箱体、至少两个加热点和温度传感器，其中，箱体被构造为具有安装光学谐振腔的空间，至少两个加热点设置在箱体的内壁上，被配置为为空间提供热量，且箱体内还设置有温度传感器，以检测所述加热点在空间内所产生热量的温度，每个加热点配置至少一个温度传感器，且加热点被配置为基于温度传感器检测到的温度与空间实际所需预设工作温度之间的大小关系，调整释放的热量，以使空间内温度位于允许的工作温度范围内。

至少两个加热点可以沿着光学谐振腔的光路两侧均匀分设在箱体内壁上，在每个加热点设置至少一个温度传感器。由于有效工作区域内的零部件不对称、加热膜的加热速率和效率不完全一致、恒温箱的所有密封边的密封效果不一致等不确定因素，可能会导致传递到有效工作区域内每点的热量不均等，在温度传感器上会反馈出温度差异。温度传感器将温度差异信息传递给温控系统，每个加热点都可以实现P ID单独控温，温控系统对加热点的功率进行动态调整，使得各个加热点的温度一直处于允许的预设温度范围内，从而能使空间内的温度都位于允许的工作温度范围内。

例如，两个加热点A和B分别对称设置在箱体内壁，每个加热点分别对应设置温度传感器a和b，当a温度小于b，并且a的温度低于预设的工作温度范围，则将加热点A的功率调高，直至a和b的温度相等且都处于预设的工作温度范围内。

本公开所提供的恒温控制箱，箱体的安装光学谐振腔的空间内设置了至少两个加热点，且每个加热点都配置至少一个温度传感器，温度传感器检测加热点在空间内所产生热量的温度，并且加热点可以基于温度传感器检测到的温度与空间实际所需预设工作温度之前的大小关系调整释放的热量，使空间内环境温度位于允许的工作温度范围内，从而使有效工作区域内环境温度相对比较均匀，可以保证测量结构的准确性。也就是说，使用本公开的恒温控制箱可以避免现有技术中因箱体结构不对称引起的工作区域内环境温度不均匀的问题。

为了便于理解，下面参照图1至图6，结合一个实施例详细地说明本公开的恒温控制箱的具体结构及其工作原理。

进一步地，考虑到光学谐振腔中光腔衰荡光谱的测量单元的结构不对称，会导致空间内的气流不均，气流不均匀也会在一定程度上影响空间的热量流动，进而导致空间内的各部分温差较大，测量结果不准确。因此，恒温控制箱还包括位于箱体内的导风装置，导风装置包括导风罩3，导风罩3具有导风腔31以及与导风腔31连通的进风口32和排风口33。其中，导风罩3的结构可以根据实际需要进行设置，在此不做任何限定，本实施例中，导风罩3包括U型主板，以及与U型主板的前后端连接的两个端板，并与箱体连接形成导风腔31，进风口32开设在U型主板的侧板上，排风口33开设在端板上。导风装置还包括安装在排风口33的排风元件4，排风元件4被配置为将所述导风腔31外的气流导入导风腔31内再由排风口33排出。其中，可以设置偶数个进风口32，偶数个进风口32均匀分布在光学谐振腔的光路两侧，设置偶数个排风口33，偶数个排风口33延光学谐振腔的光路延伸方向均匀分布在进风口32的两端。

如图1至图5所示，具体地，在光学谐振腔工作时，箱体内的导风装置被用于使箱体内的气流均匀流动。排风元件4用于为空间内提供气流，排风元件4将导风腔31外的气流导入导风腔31体内。在光学谐振腔工作初始阶段，箱体内的气流还未达到均匀状态，气流通过导风腔31的进风口32和排风口33进行流动，在排风元件4通过自身的排风功能，进一步地加速气流的循环，使箱体内的气流达到均匀状态。

进一步地，考虑到在重力的作用下，气流从排风口33出口处的大部分流向光学谐振腔的光路延伸方向或者与光路延伸方向垂直向下的方向，会导致箱体空间内上部分的气体均匀的速度较慢。因此，排风元件4的排出的气流方向相对于光学谐振腔的光路的延伸方向倾斜。

如图3所示，具体地，在本实施例中，将排风元件4设置为与光路延伸方向的垂直的方向呈预设角度，气流基于该预设角度从排风口33排出，使得排出的气流方向相对于光学谐振腔的光路的延伸方向倾斜，以达到最大面积均匀气流的效果。

进一步地，考虑到从排风口33排出的气流在出口处的流动方向较为分散，无法很好地控制气流的走向，导致气流均匀的速度较慢。因此，导风装置还包括导风板5，导风板5设置在导风罩3上，且被配置为将排风元件4从导风腔31排出的气流沿导风板5延伸方向流动。

如图3至图5所示，具体地，气流通过排风元件4的排风口33流出，沿着导风板5延伸的方向流动，由于导风板5的设置，可以更好的控制气流的走向，最大化地提高气流均匀的效率。

进一步地，考虑到温度传感器2与导风板5的数量不一致时，无法全面地检测到每一个加热点1在其对应的空间区域内的温度。因此，导风板5的数量与加热点1相同且对应设置，导风板5朝向对应的加热点1倾斜设置，导风板5上安装有温度传感器2。其中，加热点1可以为加热膜或者加热片，在此不做任何限定，本实施例中优选P I加热膜作为加热点1。

如图3至图5所示，具体地，设置相同数量的导风板5和加热点1，并且导风板5与加热点1一一对应，气流沿着导风板5流出排风口33，经由加热点1流向导风腔31内。设置与加热点1和导风板5相同数量的温度传感器2，将各个温度传感器2分别安装到各个对应的导风板5上，每个导风板5上的温度传感器2检测与其导风板5对应的加热点1在空间内产生的温度。由于加热点1与温度传感器2的数量相等且对应设置，并将导风板5也设置为与加热点1数量相同且对应设置，可以在更加全面地检测到每个加热点1在其对应的空间区域内产生的温度，为后续温度调整过程做更好的准备。

进一步地，由于光学谐振腔在工作的过程中，被检测的气体由于自身的流动会带走一部分热量，并且热量在空间内流动的过程中也会有所损失，造成热量的浪费。

因此，恒温控制箱的箱体包括依次设置的外骨架层16、中间保温层17和内反射层18，加热点1设置在所述内反射层18上。其中，箱体的形状可以根据实际需求设置，在此不做限定，本实施例中优选使用方形箱体。为了使箱体的密封性更好，结构更稳定，将方形箱体的六个面中每相邻的两个面上的中间保温层17设置为软体材料，并且将中间保温层17的尺寸设置为相互干涉，这样软体材料相互挤压最终形成密闭空间。

如图6所示，具体地，恒温控制箱的最外层为外骨架层16，外骨架层16用于支撑整个箱体的结构，中间设置有中间保温层17，用于减少热量的损耗，最内层设置为内反射层18，加热点1散发的热量通过内反射层18进行反射，可以将热量循环利用，最大程度上减少热量的损耗。

进一步地，考虑到在装配过程中的便捷性，以及箱体成型之后，就会有尺寸限制，在操作和调整的过程中，由于尺寸的限制，会给操作和调整带来许多不便。因此，恒温控制箱的箱体为方形箱体，箱体包括U字形主板6，以及分别插装在U字形主板6的底板左右两侧并均与U字形主板6的前后端板可拆卸连接的左侧板7和右侧板8，箱体还包括顶板9，顶板9与U字形主板6的前后端板可拆卸连接。

如图2所示，具体地，在装配时，先将左右两个侧板插入底板上设置的凹槽内，然后将顶板9通过螺钉螺接于底板。在需要对恒温控制箱内部进行操作或者调整时，可以根据实际需要将箱体的左侧板7和右侧板8、前后端板和顶板9进行拆卸，便于工作人员对恒温箱体内部进行操作。

进一步地，考虑到光学谐振腔在工作的过程中，内部光路的方向可能与预设的光路方向不一致，需要对其进行调整。因此，箱体还开设有光路调整窗口10，以及以可拆卸地方式设置在箱体上以关闭光路调整窗口10的封堵组件，封堵组件包括：主挡板11，主挡板11被构造为封堵光路调整窗口10；第一压板12和第二压板13，第一压板12和第二压板13均通过紧固件可拆卸地连接在所述箱体上，以将主挡板11压紧在箱体上。

如图2所示，具体地，在工作人员需要对光路进行调整时，将第一压板12或第二压板13拆卸下来，或者将第一压板12和第二压板13同时拆卸下来，取下主挡板11，通过光路调整窗口10对光路的方向进行调整。光路调整窗口10的设置，可以使得工作人员在进行光路调整时更加方便，并且封堵组件的设置也使得光路调整窗口10在无需调整的时候即处于密封状态，不会影响光学谐振腔的工作。

进一步地，由于加热点1和温度传感器2需要通过电子线路连接控制端进行控制，因此箱体还具有穿线孔14以及安装在穿线孔14上的绝缘套15，加热点1、温度传感器2的电子线路经由所述绝缘套15进入所述箱体内并与对应的所述加热点1、所述温度传感器2连接。其中，绝缘套15被设置为内嵌于穿线孔14内。

如图3所示，具体地，控制端连接电子线路，对加热点1和温度传感器2进行控制。绝缘套15可以对电子线路起到保护作用，进一步延长电子线路的使用寿命。

如图1所示，本公开还提供了一种恒温控制系统，恒温控制系统包括安装箱以及设置在所述安装箱内的光学谐振腔，安装箱为如前所述的恒温控制箱。

本公开所提供的恒温控制箱，温度传感器2检测加热点1在空间内所产生热量的温度，由于每个加热点1都配置至少一个温度传感器2，并且加热点1可以基于温度传感器2检测到的温度与空间实际所需预设工作温度之前的大小关系调整释放的热量，是温度位于允许的工作温度范围内，可以避免由于内部有效工作区域的结构不对称导致热传递不均匀造成有工作区域内温差大的结果，从而进一步保证测量结果的准确性。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本公开并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本公开，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本公开所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上公开的本公开优选实施例只是用于帮助阐述本公开。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本公开的内容，可作很多的修改和变化。本公开选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本公开的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本公开。本公开仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种恒温控制箱，其特征在于，所述恒温控制箱包括：

箱体，所述箱体被构造为具有安装光学谐振腔的空间；

至少两个加热点(1)，所述至少两个加热点(1)设置在所述箱体的内壁上，被配置为为所述空间提供热量，且所述箱体内还设置有温度传感器(2)，以检测所述加热点(1)在所述空间内所产生热量的温度，每个所述加热点(1)配置至少一个温度传感器(2)；且，

所述加热点(1)被配置为基于所述温度传感器(2)检测到的温度与所述空间实际所需预设工作温度之间的大小关系，调整释放的热量，以使所述空间内温度位于允许的工作温度范围内。

2.根据权利要求1所述的恒温控制箱，其特征在于，所述恒温控制箱还包括位于所述箱体内的导风装置，所述导风装置包括导风罩(3)，所述导风罩(3)具有导风腔(31)以及与所述导风腔(31)连通的进风口(32)和排风口(33)；

所述导风装置还包括安装在所述排风口(33)的排风元件(4)，所述排风元件(4)被配置为将所述导风腔(31)外的气流导入导风腔(31)内再由所述排风口(33)排出。

3.根据权利要求2所述的恒温控制箱，其特征在于，所述排风元件(4)的排出的气流方向相对于所述光学谐振腔的光路的延伸方向倾斜。

4.根据权利要求2所述的恒温控制箱，其特征在于，所述导风装置还包括导风板(5)，所述导风板(5)设置在所述导风罩(3)上，且被配置为将所述排风元件(4)从所述导风腔(31)排出的所述气流沿所述导风板(5)延伸方向流动。

5.根据权利要求4所述的恒温控制箱，其特征在于，所述导风板(5)的数量与所述加热点(1)相同且对应设置，所述导风板(5)朝向对应的所述加热点(1)倾斜设置，所述导风板(5)上安装有所述温度传感器(2)。

6.根据权利要求1所述的恒温控制箱，其特征在于，所述箱体包括依次设置的外骨架层(16)、中间保温层(17)和内反射层(18)，所述加热点(1)设置在所述内反射层(18)上。

7.根据权利要求1所述的恒温控制箱，其特征在于，所述箱体为方形箱体，所述箱体包括U字形主板(6)，以及分别插装在所述U字形主板(6)的底板左右两侧并均与所述U字形主板(6)的前后端板可拆卸连接的左侧板(7)和右侧板(8)，所述箱体还包括顶板(9)，所述顶板(9)与所述U字形主板(6)的前后端板可拆卸连接。

8.根据权利要求1所述的恒温控制箱，其特征在于，所述箱体还开设有光路调整窗口(10)，以及以可拆卸地方式设置在所述箱体上以关闭所述光路调整窗口(10)的封堵组件，所述封堵组件包括：

主挡板(11)，所述主挡板(11)被构造为封堵所述光路调整窗口(10)；

第一压板(12)和第二压板(13)，所述第一压板(12)和所述第二压板(13)均通过紧固件可拆卸地连接在所述箱体上，以将所述主挡板(11)压紧在箱体上。

9.根据权利要求1所述的恒温控制箱，其特征在于，所述箱体还具有穿线孔(14)以及安装在所述穿线孔(14)上的绝缘套(15)，所述加热点(1)、所述温度传感器(2)的电子线路经由所述绝缘套(15)进入所述箱体内并与对应的所述加热点(1)、所述温度传感器(2)连接。

10.一种恒温控制系统，所述恒温控制系统包括安装箱以及设置在所述安装箱内的光学谐振腔，其特征在于，所述安装箱为权利要求1至9任一项所述的恒温控制箱。