[發明專利]一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標準具及使用方法

有效

• 申請號: 202011030521.3
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112344973B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張偉航;史青;張高舉;鐘亮;劉蓓;盛德衛;高志強;徐暠;寧佳晨;王兆剛
• 申請（專利權）人: 北京遙測技術研究所;航天長征火箭技術有限公司;北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01D3/036
• 代理公司: 北京巨弘知識產權代理事務所(普通合伙) 11673
• 代理人: 趙洋

1.一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標準具，其特征在于：包括敏感元件(1)，與所述敏感元件(1)依次連接的引出光纜(2)和光纖轉接器(3)，與所述敏感元件(1)相連的第一保溫裝置(4)，設置在所述第一保溫裝置(4)外部的第二保溫裝置(5)和設置在所述第二保溫裝置(5)外部的機箱(6)，所述光纖轉接器(3)安裝在所述機箱(6)上；

所述第一保溫裝置(4)包括層疊設置的第一溫度傳感器(41)、第一控溫板(42)、用于升溫降溫的第一制冷片(43)、第一散熱板(44)、第一保溫裝置外框(45)、所述第一保溫裝置外框(45)與所述第一制冷片(43)形成的密閉的第一保溫腔(46)和與所述第一溫度傳感器(41)及所述第一制冷片(43)相連的第一引出電纜(47)；所述敏感元件(1)和所述第一溫度傳感器(41)安裝在所述第一控溫板(42)的上表面或內部；

所述第二保溫裝置(5)包括設置在所述第二保溫裝置(5)內部的第二溫度傳感器(51)，層疊設置的第二控溫板(52)、用于升溫降溫的第二制冷片(53)、第二散熱板(54)，第二保溫裝置外框(55)，所述第二保溫裝置外框(55)與所述第二制冷片(53)形成的密閉的第二保溫腔(56)和與所述第二溫度傳感器(51)及所述第二制冷片(53)相連的第二引出電纜(57)；

所述機箱(6)包括機箱本體(61)，設置在所述機箱本體(61)內壁的箱體溫度傳感器(62)和溫度控制電路(63)，所述箱體溫度傳感器(62)與所述溫度控制電路(63)相連；

所述光纖光柵標準具的使用方法包括以下步驟：

S1、控溫：

S11、初始溫度判定：所述光纖光柵標準具開始使用時，首先計算所述第一溫度傳感器(41)的測量值T₁與設定的溫控點T之間的差值ΔT_a，ΔT_a＝T₁-T，T為20±10℃，并判斷ΔT_a是否在允許溫差范圍之內，若判斷為否，則進入步驟S12；若判斷為是，則進入步驟S13；

S12、初始溫度調整：以所述第二溫度傳感器(51)測量值T₂作為輸入與反饋，將T設為目標值，通過PID控溫子程序控制所述第二制冷片(53)持續加熱制冷，直至所述ΔT_a值處于允許溫差范圍之內、且能在時間t內保持狀態，t為30s及以上；

S13、環境溫差判定：計算所述箱體溫度傳感器(62)測量值T₃與溫控點T的溫度差ΔT_b，ΔT_b＝T₃-T，判斷ΔT_b是否在允許閾值以內、且能夠保持時間t，若判斷為否，則進入步驟S14；若判斷為是，則進入步驟S15；

S14、持續雙層PID控溫：以T₁值為輸入與反饋、以T為目標值，通過PID控溫子程序控制所述第一制冷片(43)持續加熱制冷，以控制所述第一控溫板(42)的溫度恒定；同時，以T₂為輸入與反饋、以T為目標值，通過PID控溫子程序控制所述第二制冷片(53)持續加熱制冷，以縮小所述第二保溫裝置(5)溫度波動范圍；重復步驟S13；

S15、持續內層PID控溫：以T₁值為輸入與反饋、以T為目標值，通過PID控溫子程序控制相應的所述第一制冷片(43)持續加熱制冷，以控制所述第一控溫板(42)的溫度始終恒定；重復步驟S13中的溫差判定。

2.根據權利要求1所述的一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標準具，其特征在于：所述第一散熱板(44)設置在所述第一保溫腔(46)外側且固定在所述機箱本體(61)內壁，所述第一引出電纜(47)與所述溫度控制電路(63)相連；

所述第二散熱板(54)設置在所述第二保溫腔(56)外側且固定在所述機箱本體(61)內壁；所述第二引出電纜(57)與所述溫度控制電路(63)相連；

所述第一制冷片(43)和所述第二制冷片(53)均是半導體制冷片。

3.根據權利要求2所述的一種基于密閉腔金屬板控溫的光纖光柵標準具，其特征在于：所述敏感元件(1)、所述引出光纜(2)、所述光纖轉接器(3)和所述第一保溫裝置(4)的數量至少為兩個。