CN220933407U - 一种双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，包括风道散热装置，在风道散热装置的顶部和底部各安装一个微波接收机盒体，所述微波接收机盒体与风道散热装置相邻的面为盒底，与盒底相对的面为盒盖，在盒盖上安装数字功能电路，在盒底安装内置模拟功能电路的铝壳，在铝壳与盒盖相对的面上安装加热装置，在铝壳与盒底之间垫压传导制冷装置。本实用新型所公开的上下结构对称式恒温控制装置，利用微波接收机盒体内的数字功能电路，通过择时控制开启加热、制冷和轴流风机，利用上下结构对称式组件布局，形成合理高效的热传导路径，将恒温需要的热量进行平衡并维持在风道散热装置上。
Description
技术领域
本实用新型涉及温度控制领域，具体涉及该领域内的一种高精度的热传导与热对流双维度控制的恒温装置，尤其涉及一种基于控制型DSP芯片，在获取温度传感器信息的同时，采用PWM脉冲控制加热装置、传导制冷装置和轴流风机择时工作的温控装置，能使两个不同波段的微波接收机同时工作在上下结构对称的恒温环境中。
背景技术
微波接收机能够利用外接微波天线的辐射接收功能，接收来自大气对流层辐射的水汽、氧气信号，通过对水汽、氧气等大气微波辐射参数的有效遥感探测，可分别反演出对流层水密度廓线和温度廓线，结合水汽、氧气的亮度温度测量数据，能够进一步反演实现对流层的折射率廓线探测，从而可应用于中尺度强天气系统大气层结的监测和预警、服务于人工影响天气业务，为常规高空观测提供有益补充。
微波接收机的工作性能对温度变化非常敏感，因此需要对工作环境温度进行恒温调控，温度调控的措施包括自然开放散热模式、单纯风道散热模式和单一基准噪声源恒温等模式。其不足有以下几个方面：（1）自然开放散热模式，其环境温度本身起伏较大，尤其自然天的早晚温差非常强烈，遥感探测得到的水汽、氧气等大气辐射参数在反演大气参数廓线时变化剧烈，无法验证大气环境变化的根源；（2）单纯风道散热模式，虽然通过合理的风道设计有效实现了冷气和热风的热量交换，但热量是一个模拟的连续量，导致微波接收机所处安装工作环境的温控精度在± 1.5℃，仅仅依靠热对流方式，采取风道散热措施，无法实现温度控制精度小于± 0.5℃的指标追求；（3）单一基准噪声源恒温模式虽然保证了噪声源的工作温度能够恒温，但是对于微波接收机的工作温度却无法控制，当环境温度变化时，微波器件自身的温变特性，使得微波接收机的测量稳定度和测量精度大打折扣，根本无法发挥单一基准噪声源的标定作用，失去了“基准”的意义。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题，就是克服当前恒温控制精度误差较大的缺点，从组件结构布局出发，提供一种基于热传导和热对流的上下结构对称式高精度恒温控制装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其改进之处在于：包括风道散热装置，在风道散热装置的顶部和底部各安装一个微波接收机盒体，所述微波接收机盒体与风道散热装置相邻的面为盒底，与盒底相对的面为盒盖，在盒盖上安装数字功能电路，在盒底安装内置模拟功能电路的铝壳，在铝壳与盒盖相对的面上安装加热装置，在铝壳与盒底之间垫压传导制冷装置，在加热装置及铝壳的外露面上包裹发泡性保温材料，上述的加热装置及传导制冷装置受数字功能电路控制。
进一步的，所述的风道散热装置包括若干风道，在每一风道的两侧各安装一个轴流风机，所述的轴流风机受数字功能电路控制。
进一步的，在风道散热装置的两侧安装把手。
进一步的，所述的微波接收机盒体为六面长方体，通过固定螺钉安装固定在风道散热装置的上下两侧。
进一步的，两个微波接收机盒体内微波接收机的波段不同。
进一步的，数字功能电路包括控制型DSP，与控制型DSP电连接的温度传感器、光电耦合器和通信接口，控制型DSP通过通信接口与另一微波接收机盒体内数字功能电路的控制型DSP通信，光电耦合器通过加热装置接口与其所在微波接收机盒体内的加热装置电连接、通过制冷装置接口与其所在微波接收机盒体内的传导制冷装置电连接、通过风道散热装置接口与风道散热装置内的轴流风机电连接，供电电源为数字功能电路供电。
进一步的，温度传感器有三个，分别布置在其所在微波接收机盒体内的铝壳里。
进一步的，铝壳为六面长方体。
进一步的，铝壳的壳体厚度为8mm。
进一步的，发泡性保温材料的厚度为8mm。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型所公开的上下结构对称式恒温控制装置，利用微波接收机盒体内的数字功能电路，通过择时控制开启加热、制冷和轴流风机，利用上下结构对称式组件布局，形成合理高效的热传导路径，结合风道散热装置的热对流功能，将恒温需要的热量进行平衡并维持在风道散热装置上。当环境温度变化较为剧烈时，能高效、准确的确保微波接收机安装环境的热交换平衡，保证了不同波段的微波接收机能够在恒温状态下稳定工作，提高了探测精度。
附图说明
图1是本实用新型实施例1所公开恒温装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1所公开恒温装置中微波接收机盒体内部的布局示意图；
图3是本实用新型实施例1所公开恒温装置中数字功能电路的组成示意图；
图4是本实用新型实施例1所公开恒温装置的温控流程图。
附图标记：1—风道散热装置，11—风道，2—微波接收机盒体，21—盒底，22—盒盖，23—数字功能电路，24—铝壳，25—加热装置，26—传导制冷装置，27—发泡性保温材料，3—固定螺钉。
实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1，本实施例公开了一种双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，可以降低由温度波动带来的微波器件性能参数变化，确保微波接收机整机测量精度和稳定度，采取热传导与热对流双维度的控制方式，将温度波动控制在±0.5℃的范围内，从而满足使两个不同波段的微波接收机工作在恒定温度环境下的设计需求。
如图1所示，包括风道散热装置1，在风道散热装置的顶部和底部各安装一个微波接收机盒体2，装配形成以风道散热装置为对称轴，上下对称的结构。所述的微波接收机盒体为六面长方体，通过固定螺钉3安装固定在风道散热装置的上下两侧。两个微波接收机盒体的外观形状及内部机械结构布局完全一致。两个微波接收机盒体内微波接收机的波段不同。
如图2所示，所述微波接收机盒体与风道散热装置相邻的面为盒底21，与盒底相对的面为盒盖22，在盒盖上安装数字功能电路23，在盒底安装内置模拟功能电路等微波元器件的铝壳24，铝壳为六面长方体。铝壳的壳体厚度为8mm。在铝壳与盒盖相对的面上安装加热装置25，在铝壳与盒底之间垫压传导制冷装置26，在加热装置及铝壳的外露面上包裹发泡性保温材料27，以此实现恒温后的热量平衡与热量保持，发泡性保温材料的厚度为8mm。上述的加热装置及传导制冷装置均采取热传导模式进行热量交互，并受数字功能电路控制。数字功能电路对环温变化不敏感，通过温控程序产生数字PWM脉冲信号控制加热装置和传导制冷装置。
所述的风道散热装置包括若干风道11，在每一风道的两侧各安装一个轴流风机，所述的轴流风机受数字功能电路控制，实现进风、出风功能，将上下两个微波接收机盒体传导过来的热量以热对流的方式与外界进行热交换，即吸入冷风、排出热风，从而保证整体装置的恒温保持。
为装卸操作方便，在风道散热装置的两侧留有空间安装操作把手。
如图3所示，数字功能电路是采集温度信号和控制加热装置、传导制冷装置及轴流风机工作的调度中心。包括控制型DSP，与控制型DSP电连接的温度传感器、光电耦合器和通信接口，控制型DSP通过通信接口与另一微波接收机盒体内数字功能电路的控制型DSP通信，光电耦合器通过加热装置接口与其所在微波接收机盒体内的加热装置电连接、通过制冷装置接口与其所在微波接收机盒体内的传导制冷装置电连接、通过风道散热装置接口与风道散热装置内的轴流风机电连接，供电电源为数字功能电路供电。
温度传感器有三个，分别布置在其所在微波接收机盒体内的铝壳里。用于分别测量和监控铝壳内的模拟功能电路和发泡性保温材料内部的温度。
如图4所示，本实施例所公开恒温装置的温控流程为：
（1）控制型DSP上电后自动引导并加载温控程序；
（2）控制型DSP读取三个温度传感器的温度值，由此确认当前环温状态，判定加热装置工作或传导制冷装置工作；
（3）若当前环温低于设定的恒温值，控制型DSP启动加热控制程序，产生一系列周期固定、占空比固定的PWM脉冲，通过光电耦合器的作用，启动加热装置开始加热过程；
（4）若当前环温高于设定的恒温值，控制型DSP启动制冷控制程序，产生一系列周期固定、占空比固定的PWM脉冲，通过光电耦合器的作用，启动传导制冷装置开始制冷过程；
（5）若当前环温为设定的恒温值或在恒温值附近（-1℃ ~ 1℃），控制型DSP启动PID温控程序，产生一系列周期变化、占空比变化的PWM脉冲，对加热装置、传导制冷装置采取择时工作模式，以此确保恒温后的温度稳定和热量保持；
（6）供电电源为全部数字功能电路内的控制型DSP、光电耦合器、加热装置接口、制冷装置接口、风道散热装置接口、三个温度传感器和通信接口供电；
（7）两个微波接收机盒体在相互恒温稳定后的温度值是通过数字功能电路的通信接口来进行相互传递的，即控制型DSP通过通信接口获取另外一个微波接收机盒体恒温后的温度保持值；
（8）当控制型DSP计算两个独立的微波接收机盒体温度之差满足|Δ| < 0.5℃时，控制型DSP启动定时程序，产生一系列周期固定、占空比变化的PWM脉冲，通过光电耦合器的作用，启动风道散热装置的轴流风机，将整套上下结构对称式装置集中在风道散热装置上的热量以热对流的方式排出；
（9）在整个工作过程中，禁止加热装置与传导制冷装置同时工作。
Claims (10)
1.一种双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：包括风道散热装置，在风道散热装置的顶部和底部各安装一个微波接收机盒体，所述微波接收机盒体与风道散热装置相邻的面为盒底，与盒底相对的面为盒盖，在盒盖上安装数字功能电路，在盒底安装内置模拟功能电路的铝壳，在铝壳与盒盖相对的面上安装加热装置，在铝壳与盒底之间垫压传导制冷装置，在加热装置及铝壳的外露面上包裹发泡性保温材料，上述的加热装置及传导制冷装置受数字功能电路控制。
2.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：所述的风道散热装置包括若干风道，在每一风道的两侧各安装一个轴流风机，所述的轴流风机受数字功能电路控制。
3.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：在风道散热装置的两侧安装把手。
4.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：所述的微波接收机盒体为六面长方体，通过固定螺钉安装固定在风道散热装置的上下两侧。
5.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：两个微波接收机盒体内微波接收机的波段不同。
6.根据权利要求2所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：数字功能电路包括控制型DSP，与控制型DSP电连接的温度传感器、光电耦合器和通信接口，控制型DSP通过通信接口与另一微波接收机盒体内数字功能电路的控制型DSP通信，光电耦合器通过加热装置接口与其所在微波接收机盒体内的加热装置电连接、通过制冷装置接口与其所在微波接收机盒体内的传导制冷装置电连接、通过风道散热装置接口与风道散热装置内的轴流风机电连接，供电电源为数字功能电路供电。
7.根据权利要求6所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：温度传感器有三个，分别布置在其所在微波接收机盒体内的铝壳里。
8.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：铝壳为六面长方体。
9.根据权利要求8所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：铝壳的壳体厚度为8mm。
10.根据权利要求1所述双维度导热控制的结构对称式高精度恒温装置，其特征在于：发泡性保温材料的厚度为8mm。
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