一种原子钟用恒温箱和使用方法技术

本发明专利技术的一个实施例公开了一种原子钟用恒温箱和使用方法，所述恒温箱包括：循环泵、第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀、箱体、隔热层、第一到第六热板、第一到第十二液冷管路、第一到第M温度传感器和控制系统；所述原子钟用恒温箱能够提供稳定的温度环境，并具有极高的控温精度以及极短的温度变化响应时间，能够容纳目前国内外市场上所有的氢钟和铯钟，减小外界温度变化对原子钟的影响，充分发挥原子钟的优良性能。

【技术实现步骤摘要】
一种原子钟用恒温箱和使用方法
本专利技术涉及恒温箱
，具体涉及一种原子钟用恒温箱和使用方法。
技术介绍
原子钟是一种高精密尖端的时间频率信号发生设备，能够提供目前最为精准的时间间隔信号和秒脉冲信号；一般在温度环境很好的实验室内使用，但实验室的温度依然有较大的波动，一般在2度左右，这仍会影响原子钟的性能，造成输出信号的波动，影响原子钟的指标。采用恒温箱对原子钟进行二次温度稳定对于发挥原子钟性能和钟组形成本地时间具有迫切的需求。虽然目前国内外市场恒温箱的产品及专利较多，但是能够应用于原子钟的极少。ZL201410469078.8“一种快速恒温箱自适应控制方法和控制系统”提出了一种快速恒温箱自适应控制方法和控制系统；ZL201080070241.3“一种恒温箱”提出了一种通过空气流动对箱内进行冷却的装置；ZL201611258459.7“一种恒温箱及其对LED模组温度控制方法”提出了一种应用于LED模组通过热源和控制器进行控温的方法；ZL201310559669.X“一种基于PID控制的恒温箱”提出了一种基于PID控制，并采用加热室和制冷室进行加热和制冷的方法；ZL201410117067.3“微型恒温箱的温度控制系统和方法”提出一种用于生物、医学检验用的恒温箱；ZL201710193702.X“一种基于划窗预估的恒温箱温控算法”提出了一种基于PID算法的划窗预估方法，能够消除一定的滞后性。ZL201611003982.5“一种高精度恒温箱”提出了一种箱体、保温层和控温层分离的方法，有利于控温精度的提升；上述专利中箱体和控温精度都不能满足原子钟使用的需求；并且目前控温精度优于5％的恒温箱很少，需要专门定制，成本极高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原子钟用恒温箱和使用方法，该恒温箱能够提供稳定的温度环境，并具有极高的控温精度以及极短的温度变化响应时间，能够减小外界温度变化对原子钟的影响，充分发挥原子钟的优良性能。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术一方面提供一种原子钟用恒温箱，所述恒温箱包括：循环泵、第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀、箱体、隔热层、第一到第六热板、第一到第十二液冷管路、第一到第M温度传感器和控制系统；其中，当N＝1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，所述第一制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；当N大于1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，第n制冷组件的输出端连接第n+1制冷组件的输入端，所述第N制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；其中，1≤n≤N-1；所述箱体为框架结构，包括第一到第六面，其中第一面作为箱体的箱门，箱门通过合页固定在箱体的框架上；所述隔热层通过螺栓设置在所述第一到第六面的外侧；所述第一到第六热板分别设置在所述第一到第六面的内侧；所述第一到第二液冷管路通过卡箍设置在所述第一热板靠近箱体内侧的一面上；第一和第二液冷管路的输入端分别连接所述第一电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第三到第四液冷管路通过卡箍设置在所述第二热板靠近箱体内侧的一面上；第三和第四液冷管路的输入端分别连接所述第二电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第五到第六液冷管路通过卡箍设置在所述第三热板靠近箱体内侧的一面上；第五和第六液冷管路的输入端分别连接所述第三电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第七到第八液冷管路通过卡箍设置在所述第四热板靠近箱体内侧的一面上；第七和第八液冷管路的输入端分别连接所述第四电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第九到第十液冷管路通过卡箍设置在所述第五热板靠近箱体内侧的一面上；第九和第十液冷管路的输入端分别连接所述第五电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第十一到第十二液冷管路通过卡箍设置在所述第六热板靠近箱体内侧的一面上；第十一和第十二液冷管路的输入端分别连接所述第六电控分流阀的第一输出端和第二输出端；所述第一到第M温度传感器均匀分布在所述第一到第六面上；所述第一到第十二液冷管路的输出端均连接至所述循环泵的输入端；所述第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀和第一到第M温度传感器均通过数据线与所述控制系统相连接；其中，N为大于等于1的自然数，M为12的倍数。在一个具体实施例中，所述循环泵用于对冷却工质进行泵浦；所述第一到第N制冷组件用于响应所述控制系统的控制，改变接收到的冷却工质的温度；所述第一到第六电控分流阀响应所述控制系统的控制，将流入的冷却工质分为两路；所述第一到第M温度传感器用于随箱体内温度的变化而改变自身阻值，并将自身的阻值数据实时输出给所述控制系统；所述控制系统包括工控机、电流模块和电压模块，用于接收并分析所述第一到第M温度传感器输出的阻值数据得到箱体内温度数据，并根据所述箱体内温度数据对所述第一到第N制冷组件和第一到第六电控分流阀进行控制；其中，所述控制系统通过控制输送给所述电控分流阀的电压来控制流入电控分流阀的冷却工质的流速以及分出两路冷却工质的流量比例；通过控制输送给所述制冷组件的电流进而控制所述冷却工质的温度。在一个具体实施例中，所述冷却工质为乙二醇水溶液或纯净水。在一个具体实施例中，所述第一到第N制冷组件均为半导体制冷器。在一个具体实施例中，所述箱门的边缘还设置有橡胶密封条。在一个具体实施例中，所述隔热层为金属真空隔板或在中间放置有聚氨脂泡沫、气凝胶或真空绝热板的两块金属板。在一个具体实施例中，所述第一到第十二液冷管路均涂有导热硅脂，并在不同区域形成不同弯曲形状；其中，第一和第二液冷管路在开关门处采用软管连接。本专利技术另一方面提供一种上述的恒温箱的使用方法，包括：首先循环泵对冷却工质进行泵浦，并将冷却工质输送给第一到第N制冷组件；第一到第M温度传感器根据箱体内的温度改变自身阻值，并将自身阻值数据实时输出给控制系统；控制系统根据接收到的阻值数据得到箱体内温度数据；当箱体内温度超出原子钟所能承受的温度时，控制系统调节输送给第一到第N制冷组件的电流，控制所述第一到第N制冷组件对冷却工质进行降温；当箱体内温度低于原子钟所能承受的温度时，调节输送给第一到第N制冷组件的电流，控制所述第一到第N制冷组件对冷却工质进行升温；第一到第N制冷组件将降温或升温后的冷却工质输送给第一到第六电控分流阀；当箱体内温度超出原子钟所能承受的温度时，控制系统根据所述箱体内温度数据判断温度高于箱体内平均温度的区域，调节输出给该区域液冷管路对应的电控分流阀的电压，加大该电控分流阀中冷却工质的流速和与该区域液冷管路对应的电控分流阀输出端的冷却工质流量比例；当同一面的两条液冷管路所在区域的温度同时高于箱体内平均温度时，则仅加大该面对应的电控分流阀中冷却工质的流速；当箱体内温度低于原子钟所能承受的温度时，控制系统根据所述箱体内温度数据判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原子钟用恒温箱，其特征在于，所述恒温箱包括：/n循环泵、第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀、箱体、隔热层、第一到第六热板、第一到第十二液冷管路、第一到第M温度传感器和控制系统；/n其中，/n当N＝1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，所述第一制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；/n当N大于1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，第n制冷组件的输出端连接第n+1制冷组件的输入端，所述第N制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；其中，1≤n≤N-1；/n所述箱体为框架结构，包括第一到第六面，其中第一面作为箱体的箱门，箱门通过合页固定在箱体的框架上；/n所述隔热层通过螺栓设置在所述第一到第六面的外侧；/n所述第一到第六热板分别设置在所述第一到第六面的内侧；/n所述第一到第二液冷管路通过卡箍设置在所述第一热板靠近箱体内侧的一面上；第一和第二液冷管路的输入端分别连接所述第一电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第三到第四液冷管路通过卡箍设置在所述第二热板靠近箱体内侧的一面上；第三和第四液冷管路的输入端分别连接所述第二电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第五到第六液冷管路通过卡箍设置在所述第三热板靠近箱体内侧的一面上；第五和第六液冷管路的输入端分别连接所述第三电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第七到第八液冷管路通过卡箍设置在所述第四热板靠近箱体内侧的一面上；第七和第八液冷管路的输入端分别连接所述第四电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第九到第十液冷管路通过卡箍设置在所述第五热板靠近箱体内侧的一面上；第九和第十液冷管路的输入端分别连接所述第五电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第十一到第十二液冷管路通过卡箍设置在所述第六热板靠近箱体内侧的一面上；第十一和第十二液冷管路的输入端分别连接所述第六电控分流阀的第一输出端和第二输出端；/n所述第一到第M温度传感器均匀分布在所述第一到第六面上；/n所述第一到第十二液冷管路的输出端均连接至所述循环泵的输入端；/n所述第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀和第一到第M温度传感器均通过数据线与所述控制系统相连接；/n其中，N为大于等于1的自然数，M为12的倍数。/n...

【技术特征摘要】
1.一种原子钟用恒温箱，其特征在于，所述恒温箱包括：
循环泵、第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀、箱体、隔热层、第一到第六热板、第一到第十二液冷管路、第一到第M温度传感器和控制系统；
其中，
当N＝1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，所述第一制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；
当N大于1时，所述循环泵的输出端连接第一制冷组件的输入端，第n制冷组件的输出端连接第n+1制冷组件的输入端，所述第N制冷组件的输出端分别连接所述第一到第六电控分流阀的输入端；其中，1≤n≤N-1；
所述箱体为框架结构，包括第一到第六面，其中第一面作为箱体的箱门，箱门通过合页固定在箱体的框架上；
所述隔热层通过螺栓设置在所述第一到第六面的外侧；
所述第一到第六热板分别设置在所述第一到第六面的内侧；
所述第一到第二液冷管路通过卡箍设置在所述第一热板靠近箱体内侧的一面上；第一和第二液冷管路的输入端分别连接所述第一电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第三到第四液冷管路通过卡箍设置在所述第二热板靠近箱体内侧的一面上；第三和第四液冷管路的输入端分别连接所述第二电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第五到第六液冷管路通过卡箍设置在所述第三热板靠近箱体内侧的一面上；第五和第六液冷管路的输入端分别连接所述第三电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第七到第八液冷管路通过卡箍设置在所述第四热板靠近箱体内侧的一面上；第七和第八液冷管路的输入端分别连接所述第四电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第九到第十液冷管路通过卡箍设置在所述第五热板靠近箱体内侧的一面上；第九和第十液冷管路的输入端分别连接所述第五电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第十一到第十二液冷管路通过卡箍设置在所述第六热板靠近箱体内侧的一面上；第十一和第十二液冷管路的输入端分别连接所述第六电控分流阀的第一输出端和第二输出端；
所述第一到第M温度传感器均匀分布在所述第一到第六面上；
所述第一到第十二液冷管路的输出端均连接至所述循环泵的输入端；
所述第一到第N制冷组件、第一到第六电控分流阀和第一到第M温度传感器均通过数据线与所述控制系统相连接；
其中，N为大于等于1的自然数，M为12的倍数。


2.根据权利要求1所述恒温箱，其特征在于，所述循环泵用于对冷却工质进行泵浦；
所述第一到第N制冷组件用于响应所述控制系统的控制，改变接收到的冷却工质的温度；
所述第一到第六电控分流阀响应所述控制系统的控制，将流入的冷却工质分为两路；
所述第一到第M温度传感器用于随箱体内温度的变化而改变自身阻值，并将自身的阻值数据实时输出给所述控制系统；
所述控制系统包括工控机、电流模块和电压模块，用于接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘硕，王伟丽，陈妍君，黄凯，刘亚轩，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11