[實用新型]光學元件組件及其溫度控制裝置

有效

• 申請號: 201820746522.X
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN208349620U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 陳水忠;王培軍
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: F25B21/04
• 分類號: F25B21/04
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 王子龍

本實用新型提供了一種光學元件組件及其溫度控制裝置，涉及航空機載設備技術領域。光學元件總成包括光學元件以及溫度控制裝置，溫度控制裝置包括隔熱的筒狀殼體和TEC制冷片，筒狀殼體的外周圍設安裝孔，TEC制冷片為雙層TEC制冷片，包括內層TEC制冷片、外層TEC制冷片以及夾層導熱體，筒狀殼體的內部具有封閉腔體并在其中設有導熱筒，光學元件固定在導熱筒中，并通過導熱筒與TEC制冷片進行熱傳導，筒狀殼體的外周固定有將TEC制冷片熱量導出的導熱管和散熱翅片，使熱量能夠及時向外散出。根據環境溫度的變化，在電路中通入不同方向電流，TEC制冷片分別放熱和吸熱，實現既可升溫又可降溫保護的目的。

技術領域

本實用新型涉及航空機載設備技術領域，具體涉及光學元件組件及其溫度控制裝置。

背景技術

近年來，隨著我國航空航天工業技術的發展，在諸多技術領域取得了較大的進步，但在個別領域仍存在短板，例如搭載在飛機或無人機上的航空光學儀器隨飛機或無人機在短時間內從地面快速上升至海拔數十千米以上，由于受地表熱輻射衰減的影響，空氣溫度與海拔高度呈負相關，大致為海拔高度每上升1千米溫度下降6℃，當飛機或無人機處于海拔20千米的高空時，其環境溫度相比處于近海平面高度的地面溫度低120℃，這意味著航空光學儀器可能在短時間內經歷上百攝氏度的溫差，在如此大溫差的變化情況下，航空光學儀器往往由于低溫引發一系列問題，如溫度變化容易產生熱擾動致使光學元件的中心波長發生漂移，進而對其測量準確度造成很大的影響，甚至引發光學元件發生故障。

傳統的光學元件保溫裝置主要針對低溫下對光學元件進行加熱升溫，例如期刊名為航空制造技術 2015年增刊S1中公開了一篇名為光器件加熱保溫裝置及控制方法的相關文件，文中通過控制電路自動控制實現光器件（光學元件）的加熱保溫，加熱器粘貼于受控光器件的周圍，在溫度低于閾值時對受控光器件進行加熱，薄膜型電加熱器是以鎳鉻合金或銅鎳錳合金作為電熱元件，制成絲狀或片狀并與聚酰亞胺薄膜復合而成，利用電導體的電熱性質來進行熱控制的器件。熱電偶粘貼在受控光器件一側，且熱電偶的粘貼位置要盡量遠離加熱器，熱電偶用于反饋受控光器件的當前溫度值，其電阻測量值可以作為受控光器件當前溫度的對應值，并作為電路參數傳遞到控制電路中，使其在寬溫范圍內正常工作，具有控溫范圍寬的優點。使用隔熱層對受控光器件與外界環境進行溫度隔離，并在隔熱層外使用防水涂層進行封閉，使用腔體外殼對整體進行封裝，解決了光器件在低于-20℃的航天航空等惡劣環境條件下工作性能較差的問題，提高了加熱保溫效率，減小了加熱保溫功耗。

但是，由于飛機或無人機的工作環境復雜，不僅面臨高空低溫的影響，也會受到機身產熱或機身與空氣高速摩擦產生熱量的影響，機載光學元件周圍的環境溫度可能最高升至70℃，高溫對光學元件的中心波長同樣會造成影響，進而致使測量數據不準確。因此，亟需一種適用于寬溫度范圍內對光學器件既可以進行升溫又可以降溫保護的溫度控制裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種用于光學元件的溫度控制裝置，以解決現有技術中存在只能對光學元件進行升溫保護不能降溫的問題。同時本實用新型的目的還在于提供使用該溫度控制裝置的光學元件組件。

為實現上述目的，本實用新型的溫度控制裝置的技術方案是：

溫度控制裝置包括隔熱殼體，隔熱殼體中設有用于固定光學元件的封閉腔體，封閉腔體外圍設有用于控制光學元件溫度的TEC制冷片，TEC制冷片具有相背設置的兩極電偶面，其中一極電偶面朝向封閉腔體，另一極電偶面背向封閉腔體設置。