[發(fā)明專利]一種雙繞線恒溫黑體

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711169110.0
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN108181006A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓占鎖;薛戰(zhàn)理;楊峰;汪建剛;郭羽;曹鋒;陳娟
• 申請（專利權(quán)）人: 西安應(yīng)用光學(xué)研究所
• 主分類號(hào): G01J5/52
• 分類號(hào): G01J5/52
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發(fā)明公開了一種雙繞線恒溫黑體，包含恒溫體、恒溫管、恒溫液、屏蔽罩和溫控泵，恒溫液充滿恒溫管和恒溫泵的內(nèi)部，恒溫管纏繞在恒溫體外圍，屏蔽罩包裹在恒溫體和恒溫管的外圍，溫控泵將恒溫液控溫至特定溫度，并控制恒溫液在恒溫管中流動(dòng)，恒溫液與恒溫管和恒溫體進(jìn)行熱交換。為確保恒溫體的溫度均勻，恒溫管繞線方案避免了單股繞線空間散熱導(dǎo)致的溫度不均勻，選用了新的繞線方式，即在恒溫體側(cè)面采用螺紋形狀的繞線，而在恒溫體底面則借鑒了“蚊香”的幾何形狀，這種繞線方式使得恒溫管處于“冷熱均勻交替”的排布方式，彼此的熱交換抵消了原有空間散熱導(dǎo)致的溫度不均勻性影響，改善了黑體性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)計(jì)量領(lǐng)域，主要涉及一種腔式黑體中恒溫管雙繞線形式，具體為一種雙繞線恒溫黑體。

背景技術(shù)

黑體在工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，黑體中恒溫體的恒溫方案設(shè)計(jì)是其中的關(guān)鍵技術(shù)。理論上，將恒溫體浸泡在恒溫液體池中可以實(shí)現(xiàn)恒溫，但是這種方法耗費(fèi)大量的恒溫液和熱量，同時(shí)由于液體的流動(dòng)性，附帶了液體池的恒溫體在工業(yè)應(yīng)用中極為不便，所以恒溫體一般采用“恒溫管+恒溫液”的設(shè)計(jì)方案，即將恒溫管纏繞在恒溫體外圍，用恒溫泵控制恒溫液在恒溫管中流動(dòng)，對恒溫體進(jìn)行加熱或制冷。

傳統(tǒng)恒溫管繞線方式為單股繞線，即在恒溫體的外壁纏繞成螺旋上升線，而在恒溫體的底面纏繞成漸開線，這種方案的缺點(diǎn)在于恒溫管內(nèi)的液體靠近恒溫泵的一端恒溫液與既定溫度相差最小，因?yàn)樵诹鲃?dòng)中不斷與外界進(jìn)行熱交換，導(dǎo)致靠近出口的一端恒溫液液體與既定溫度相差最大，由此帶來的溫度不均勻性影響了整個(gè)恒溫體溫度的均勻性，進(jìn)而影響了黑體的工作性能。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有黑體設(shè)計(jì)中的不足，本發(fā)明采用恒溫管雙繞線形式，提出了一種雙繞線恒溫黑體。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種雙繞線恒溫黑體，包括恒溫體、恒溫管、恒溫液、屏蔽罩和溫控泵；所述恒溫體為筒狀結(jié)構(gòu)，一端開口、一端封閉；所述恒溫管為中空且不間斷的管子，纏繞在恒溫體的底面和筒壁，恒溫管兩端均連接到溫控泵；所述恒溫液為處于流體狀態(tài)的物質(zhì)，在恒溫管和溫控泵內(nèi)部循環(huán)流動(dòng)，且使恒溫液保持物理和化學(xué)性質(zhì)不變的溫度范圍能夠覆蓋黑體在實(shí)際使用中所需溫度的范圍，所述屏蔽罩大小形狀與所述恒溫體相適應(yīng)并緊密包裹在恒溫體和恒溫管的外圍；所述溫控泵具有控溫功能和加壓功能，控溫功能能夠使其內(nèi)部的恒溫液保持期望的溫度值，加壓功能能夠在黑體工作時(shí)保證恒溫液在恒溫管和溫控泵內(nèi)循環(huán)流動(dòng)；

其特征在于：

所述恒溫管在恒溫體開口一端，從恒溫管入口A端及出口C端開始同步采用雙股方式纏繞在恒溫體的筒壁；沿筒壁外圍均勻螺旋上升至恒溫體筒壁和底面交界處的B端和D端，其中恒溫管AB為螺紋線、恒溫管CD為螺紋線，恒溫管AB與恒溫管CD在筒壁外圍交錯(cuò)平行螺旋上升；在恒溫體底面，恒溫管的B端和D端繼續(xù)延伸并以“蚊香線”的形狀進(jìn)行分布，在底面的中心O處交匯。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種雙繞線恒溫黑體，其特征在于：在恒溫體筒壁位置，沿筒壁的高度方向上恒溫管的外壁與相鄰恒溫管的空間距離相等；在恒溫體底面位置，沿底面直徑方向上相鄰恒溫管的空間距離相等。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種雙繞線恒溫黑體，其特征在于：相鄰恒溫管截面中心之間的距離等于恒溫管直徑的M倍，M取值為1.2～2.5；恒溫管越細(xì)、M取值越小，恒溫管越粗、M取值越大。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種雙繞線恒溫黑體，其特征在于：沿著恒溫管纏繞的紋路，在恒溫體的筒壁和底面刻有與恒溫管橫截面相適應(yīng)的槽，并將恒溫管嵌入所刻槽中。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種雙繞線恒溫黑體，其特征在于：所述槽橫截面為圓弧形，圓弧的直徑與恒溫管截面直徑在裝配工藝的范疇內(nèi)相同。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種雙繞線恒溫黑體，其特征在于：槽深度等于恒溫管截面半徑的N倍，N取值為0.7～1；恒溫管越細(xì)、N取值越小，恒溫管越粗、N取值越大。