一种双向温控罩结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于重力仪系统或者其他任何需要进行双向温控设备的双向温控罩结构，包括盖部件、壳体部件，半导体制冷部件安装在盖部件内，盖部件通过螺钉安装于壳体部件。本实用新型专利技术通过对制冷功率的确定、隔热保温措施和风路设计这三方面的重点设计，最终保证了安装于平台内部的重力敏感器能工作在35±0.01℃，避免了传统单向温控中惯性元件一直工作在高温状态所带来的危害，提高了系统的可靠性，增强了系统的环境适应性，为系统高精度稳定工作打下基础。

A bi-directional temperature control cover structure

The utility model relates to a bidirectional temperature control cover structure for gravity meter system or any other two-way temperature control equipment, including a cover part and a shell part, wherein the semiconductor refrigeration component is installed in the cover part, and the lid part is installed on the shell part through screws. The design of the utility model is focused on the design of the three aspects of the refrigeration power determination, heat insulation measures and wind road, and ultimately ensure the gravity sensor installed on the platform interior can work in 35 - 0.01 DEG C, to avoid the traditional one-way temperature control in inertial components have been working harm in a high temperature state, improve the system to enhance the system reliability, environmental adaptability, and lay the foundation for the system of high precision and stability.

【技术实现步骤摘要】
一种双向温控罩结构
本技术涉及双向温控装置
，尤其是一种用于重力仪系统或者其他任何需要进行双向温控设备的双向温控罩结构。
技术介绍
重力仪平台和惯性导航设备需要具备很好的环境适应性，其工作的环境温度范围往往有几十度的较大跨度。惯性元件的零偏和标度与温度的关系十分紧密，温度点的稳定性及温度的变化率均会对其产生明显影响，且惯性元件精度越高，其对温度变化的敏感性越强。而惯性元件的零偏和标度的稳定性会直接影响惯性导航设备的输出精度，因此重力仪平台和惯性导航设备要想实现高精度的稳定工作，工程上都会对设备进行精密的温度控制，以抵御外界环境温度的大幅度变化。传统的温控系统，通过被控体结构对流、传导和辐射来实现向外散热，通过被控体自身发热和加热片工作来实现加热，并通过限流的方式调节加热片功率，最终实现温控系统加热功率与对外散热功率的平衡，以保证被控体稳定在某一温度点。由于这种温控方式中没有主动制冷的措施，只靠结构对流、传导和辐射来实现向外散热的方式只能降低与环境温度的温差，但却不可能使被控体温度低于环境温度，因此传统的温控系统往往需要将被控体的温度点设定高于外界环境温度，才可能实现稳定控制。由于惯性元件的零偏和标度受温度的影响十分明显，很多情况下温控精度要求优于0.01℃，而设备工作的温度范围跨度很大，因此往往需要多级温控来实现高的温度稳定性。基于上述温控原理，多级温控必然导致元件工作的温度点一级级提升，最终使得元件工作在一个很高的温度点。而惯性元件工作时一直处于高温状态，这对惯性元件和电子器件的寿命和可靠性带来了极其有害的影响。对于重力仪平台，其环境温度变化范围为0～40℃，而内部重力敏感器要求温度稳定性优于0.01℃，这需要至少3级温控才可以达到。如果采取传统的温控方案，多级温控将导致其内部的温度点超过60℃，而对于重力敏感器，其长期工作的最佳温度点却是在35℃左右。
技术实现思路
本技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种平台双向温控设计方法和双向温控罩结构，当重力仪系统外部工作温度在0～40℃范围内变化时，通过一级温控使系统内部平台温度稳定在30±0.5℃，从而保证再经过两级(传统方式的)温控后，安装于平台内部的重力敏感器能工作在35±0.01℃。本技术的目的是通过以下技术手段实现的：一种双向温控罩结构，其特征在于：包括盖部件和壳体部件，半导体制冷部件安装在盖部件内，盖部件通过螺钉安装于壳体部件。而且，所述的半导体制冷部件包括半导体制冷片、散热器、散冷器、散冷风扇和散热风扇，半导体制冷片热面朝上并固定于散热器，散热器中间安装六支轴流风机用于散热；半导体制冷片冷面朝下并固定于散冷器，散冷器翅片采用辐射状太阳花型设计，中部安装一台用于散冷的离心风机，散热器和散冷器之间填充低导热率保温材料。而且，所述的半导体制冷部件中散热器为铝制散热器，散冷器为铝制散冷器，轴流风机和离心风机的出风方向均沿着翅片的生长方向。而且，所述的盖部件包括盖中支架、盖中托环、上盖托环、上盖、盖外壳、保温层和盖内壳，半导体制冷部件通过两侧四个安装孔固定于圆锥面型盖中支架，两者间镶嵌用于隔热的低导热率材料；盖中支架也采用低导热率金属材料制成，用于支撑半导体制冷部件，同时盖中托环和上盖托环分别安装于盖中支架的上下端面，形成盖组件的主体结构；盖中托环采用硬质尼龙制成，布满通风孔的上盖安装于其上，上盖罩在半导体制冷器热端外侧，与半导体制冷器热端翅片结构一起形成散热风道；盖外壳一侧装于盖中托环，另一侧装于上盖托环，其与圆锥面型盖中支架间形成的空间需填充发泡材料或粘贴隔热保温胶带；盖内壳安装于上盖托环内侧止口，其中间有一圆孔并正对半导体制冷部件中离心风机的进风口；上盖托环上靠近盖内壳处一周设计有四处环形出风口。而且，所述的壳体部件包括上托环、下托环、内壳、中壳、外壳、加热片和保温层，上、下托环中间从里至外分别为内壳、中壳和外壳；内壳两侧为突出结构，中壳、内壳的非突出部分与上、下托环一起构成壳体部件的内部风道，上托环内侧所制的进风口连通由内壳与中壳围成的左右两侧风道，左右两侧风道与下托环内侧所制的出风口连通，内壳形成风道的两侧外表面均匀粘贴加热片，内壳两突出侧、中壳与外壳所围成的环形空间内填充发泡材料或粘贴隔热保温胶带。本技术的优点和积极效果是：1、本技术的半导体制冷功率的确定是一个设计重点。由于惯性平台中有多种发热元件，在环境温度较高时要求半导体制冷模块具备足够且恰当的制冷能力能够将平台内部温度降至30℃。半导体制冷器的制冷效率受冷热面温差、冷面散冷能力和热面散热性能等多种不确定因素的影响，很难通过仿真计算进行模拟。因此，利用某型结构与发热量均近似的惯性平台，进行了双向温控原理样机的试制。通过对其进行温度循环、降温速率及温控精度等一系列充分实验后，最终确定满足制冷要求的最大制冷功率。2、本技术的隔热保温设计是另一个设计的重点。隔热保温设计得好，则系统内部温度受外界环境影响就小，温度就更容易控制。对于双向温控结构，自身既可以加热又可以制冷，不需要系统内部与外界进行热交换，要求系统尽可能地对外隔热保温。隔热保温做得越好，就可以很大程度降低双向温控模块的制冷功率和加热功率，从而减小其体积。3、本技术的风路设计也是一个重点。必须保证空气在半导体制冷器冷、热面均热交换充分，使得半导体制冷器的制冷能力得到有效发挥。还要保证空气在系统内部充分循环流动、无流动死点，空气和系统内部重力仪平台换热充分，平台温度均匀。4、本技术所述的平台双向温控设计方法和双向温控罩结构，经仿真和试验验证，可以实现当重力仪平台的工作环境温度在0～40℃变化时，其系统内部平台温度稳定在30±0.5℃。该技术最终保证了安装于平台内部的重力敏感器能工作在35±0.01℃，避免了传统单向温控中惯性元件一直工作在高温状态所带来的危害，提高了系统的可靠性，增强了系统的环境适应性，为系统高精度稳定工作打下基础。5、本技术所述的平台双向温控设计方法和双向温控罩结构，不仅局限于重力仪系统，其适用于任何需要进行双向温控的设备。附图说明图1为本技术的双向温控罩的结构示意图；图2为半导体制冷部件的结构示意图(局部剖视)；图3为盖部件的结构示意图(局部剖视)；图4为壳体部件的结构示意图(局部剖视)。具体实施方式下面结合附图详细叙述本技术的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本技术的保护范围。一种双向温控罩结构，包括盖部件1、壳体部件2，半导体制冷部件9安装在盖部件内，盖部件通过一圈螺钉安装固定于壳体部件。下面对盖部件和壳体部件的具体结构以及风路设计进行详细描述：半导体制冷部件如图2所示，包括半导体制冷片8、散热器3、散冷器6、散冷风扇7和散热风扇4，半导体制冷片热面朝上并固定于散热器，该散热器为铝制散热器，散热器中间安装六支轴流风机(散热风扇)用于散热；半导体制冷片冷面朝下并固定于散冷器，该散冷器为铝制散冷器，散冷器翅片采用辐射状太阳花型设计，中部安装一台离心风机(散冷风扇)用于散冷，离心风机从底部中央进风，沿径向四周辐射状出风。轴流风机和离心风机的出风方向均沿着翅片的生长方向，减小沿程阻力损失，保证换热效率。散本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双向温控罩结构，其特征在于：包括盖部件和壳体部件，半导体制冷部件安装在盖部件内，盖部件通过螺钉安装于壳体部件；所述的半导体制冷部件包括半导体制冷片、散热器、散冷器、散冷风扇和散热风扇，半导体制冷片热面朝上并固定于散热器，散热器中间安装六支轴流风机用于散热；半导体制冷片冷面朝下并固定于散冷器，散冷器翅片采用辐射状太阳花型设计，中部安装一台用于散冷的离心风机，散热器和散冷器之间填充低导热率保温材料；所述的盖部件包括盖中支架、盖中托环、上盖托环、上盖、盖外壳、保温层和盖内壳，半导体制冷部件通过两侧四个安装孔固定于圆锥面型盖中支架，两者间镶嵌用于隔热的低导热率材料；盖中支架也采用低导热率金属材料制成，用于支撑半导体制冷部件，同时盖中托环和上盖托环分别安装于盖中支架的上下端面，形成盖组件的主体结构；盖中托环采用硬质尼龙制成，布满通风孔的上盖安装于其上，上盖罩在半导体制冷器热端外侧，与半导体制冷器热端翅片结构一起形成散热风道；盖外壳一侧装于盖中托环，另一侧装于上盖托环，其与圆锥面型盖中支架间形成的空间需填充发泡材料或粘贴隔热保温胶带；盖内壳安装于上盖托环内侧止口，其中间有一圆孔并正对半导体制冷部件中离心风机的进风口；上盖托环上靠近盖内壳处一周设计有四处环形出风口；所述的壳体部件包括上托环、下托环、内壳、中壳、外壳、加热片和保温层，上、下托环中间从里至外分别为内壳、中壳和外壳；内壳两侧为突出结构，中壳、内壳的非突出部分与上、下托环一起构成壳体部件的内部风道，上托环内侧所制的进风口连通由内壳与中壳围成的左右两侧风道，左右两侧风道与下托环内侧所制的出风口连通，内壳形成风道的两侧外表面均匀粘贴加热片，内壳两突出侧、中壳与外壳所围成的环形空间内填充发泡材料或粘贴隔热保温胶带。...

【技术特征摘要】
1.一种双向温控罩结构，其特征在于：包括盖部件和壳体部件，半导体制冷部件安装在盖部件内，盖部件通过螺钉安装于壳体部件；所述的半导体制冷部件包括半导体制冷片、散热器、散冷器、散冷风扇和散热风扇，半导体制冷片热面朝上并固定于散热器，散热器中间安装六支轴流风机用于散热；半导体制冷片冷面朝下并固定于散冷器，散冷器翅片采用辐射状太阳花型设计，中部安装一台用于散冷的离心风机，散热器和散冷器之间填充低导热率保温材料；所述的盖部件包括盖中支架、盖中托环、上盖托环、上盖、盖外壳、保温层和盖内壳，半导体制冷部件通过两侧四个安装孔固定于圆锥面型盖中支架，两者间镶嵌用于隔热的低导热率材料；盖中支架也采用低导热率金属材料制成，用于支撑半导体制冷部件，同时盖中托环和上盖托环分别安装于盖中支架的上下端面，形成盖组件的主体结构；盖中托环采用硬质尼龙制成，布满通风孔的上盖安装于其上，上盖罩在半导体制冷器热端外侧，与半导体制冷器热端翅片结构一起形成散...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，李城锁，张子山，唐海，范永强，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12