【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光电，具体涉及一种机载光电设备反射镜的控温装置。
技术介绍
1、机载光电设备是航空器获取图像信息的重要设备。很多机载光电设备的光机结构为反射式，主要的光学元件为反射镜。当反射镜平均温度接近设计值，且其自身温度均匀时，有利于机载光电设备对远距目标清晰成像。但在实际使用中，航空器往往长时间在复杂多变的温度环境下工作，导致反射镜的平均温度偏离设计值。相应地，其工作表面的曲率半径与设计值偏差较大。因此，有必要使用主动控温装置对反射镜进行温度调节，以防止工作周期内反射镜温度与设计值偏差过大。
2、现有反射镜主动控温装置的换热模式多为热辐射。专利《一种用于地面光学设施反射镜的热控装置》(申请公布号：cn 114690367 a)公开了一种反射镜的热控装置。该热控装置包括中心散热槽、基板、垫片、热控管、镜座、周边散热板、散热板支撑、温度传感器、控制器以及热控水箱。反射镜与中心散热槽、周边散热板之间保持一定距离，反射镜中心区域热量由中心热控结构通过辐射的方式换热，周边区域热量由周边热控结构通过辐射的方式换热。由于反射镜和控温装置表面不规则，加之二者之间相对位置复杂，导致辐射换热量随几何位置的变化而不同，从而影响镜体温度的一致性；热量通过热辐射的方式在反射镜和热控结构之间传递，加热或降温速率较低；热控装置含有较多零件，装配关系复杂，增加了光学设施的体积和重量，提高了工艺难度，同时降低可靠性。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种机载光电设备反射镜均热
2、本专利技术的技术方案为：
3、所述机载光电设备反射镜的控温装置，包括反射镜、镜座以及控温电路模块；
4、所述反射镜正面加工成反射面，背面沿轴向开有若干个非贯通的控温腔，所述反射镜侧面为径向连接面；
5、对于每个控温腔，具有对应的控温体系，所述控温体系包括控温工质、测温传感器、控温基板、热电模块和加热模块；
6、所述控温工质填满在所述控温腔内，且当热电模块工作时，所述控温工质保持液态；
7、所述控温基板密封固定在反射镜背面，将所述控温工质密封在所述控温腔内；所述控温基板朝向所述控温腔的一面设有测温凸台，且所述测温凸台内布置有穿透所述控温基板的测温电路通孔；所述测温凸台内安装有测温传感器，测温传感器浸入所述控温工质内，测温传感器导线通过测温电路通孔伸出，且测温电路通孔密封；
8、所述热电模块具有两个控温面，第一控温面紧贴在所述控温基板背向所述控温腔的一面，第二控温面与加热模块贴合，且能够与所述镜座上散热体系热传导；
9、所述反射镜以及布置在所述反射镜上的所述控温体系整体固定安装在所述镜座上；
10、所述控温电路模块与测温传感器、热电模块以及加热模块通过电信号连接；所述控温电路模块接收相应测温传感器反馈的温度信息，并根据温度信息为加热模块供电以及为对应的热电模块提供相应电流极性的直流电；
11、当根据测温传感器所测温度确定需要给某一控温腔内控温工质加热时，所述控温电路模块向对应加热模块供电，并向对应热电模块施加某一极性的直流电，此时加热模块产生的热量传递到第二控温面上，并在热电模块作用下，热量第二控温面转移到第一控温面，再将热量热传导给所述控温基板；当根据测温传感器所测温度确定需要给某一控温腔内控温工质散热时，所述控温电路模块不向对应加热模块供电，且向对应热电模块施加相反极性的直流电，此时热量从第一控温面转移到第二控温面，第一控温面温度降低，第二控温面温度升高，将热量热传导给所述镜座。
12、进一步的，所述反射镜背面通过环形筋条和径向筋条，将所述反射镜背面分割若干成扇形均匀分布的控温腔，使得镜体温度分布均匀。
13、进一步的，所述控温腔远离反射面的一端沿径向向外延伸出控温定位台，所述控温定位台用于与所述控温基板密封粘接固定。
14、进一步的，所述控温工质凝固点不高于-50℃，沸点不低于100℃。
15、进一步的，所述控温基板为平面金属薄板，每个控温腔对应一个控温基板；控温基板朝向控温腔的平面为对流控温面，对流控温面沿外法向延伸出测温凸台，测温凸台的轴向尺寸小于控温腔的轴向深度；控温基板中与对流控温面相对的平面为传导控温面；测温凸台与传导控温面之间由测温电路通孔连通。
16、进一步的，所述热电模块为平面薄片结构，面内尺寸不超出控温基板所确定的包络范围，第一控温面与传导控温面紧密贴合，且与传导控温面贴合时不遮挡测温电路通孔。
17、进一步的，所述第二控温面上粘接有导热垫。
18、进一步的，所述加热模块为电阻丝，固定在第二控温面与导热垫之间。
19、进一步的，所述镜座主体形状为扁圆柱体，一个端面开口，形成中空环形薄圆柱面，其内径尺寸略大于反射镜圆柱面的径向尺寸；另一个端面镂空；镂空端面靠近开口端面的一侧平面为散热筋，远离开口端面一侧沿轴向外延伸出多个散热翅片，镂空端面还开有贯通的引线孔；镜座的环形薄圆柱面上沿径向开有数个贯通的径向连接孔。
20、进一步的，反射镜伸入镜座的环形薄圆柱面，导热垫与散热筋紧密接触，固定反射镜的轴向位置；粘接材料从径向连接孔灌入，使反射镜径向连接面与镜座粘接，固定反射镜的径向位置；测温传感器的导线从测温电路通孔引出后穿过镜座的引线孔，并与控温电路模块相连；热电模块所含导线从镜座的引线孔穿出，与控温电路模块相连。
21、进一步的，控温电路模块中设定有控温下阈值ta和控温上阈值tb，测温传感器测出相应控温腔中控温工质的温度ti；当ti≤ta时，对应的加热模块通电制热，且相应的热电模块通某一极性直流电，热量从第一控温面经控温基板加热控温工质，最终加热反射镜；当tb≤ti时，对应的加热模块断电，改变相应热电模块的输入电流极性，热量依次从控温工质流向控温基板、热电模块和镜座，最终通过镜座的散热体系对外散热，实现对反射镜的降温；当ta<ti<tb时，相应的加热模块和热电模块不通电。
22、有益效果
23、与现有技术相比较，本专利技术具备如下有益效果：
24、(1)针对现有技术中辐射换热速率低、被控对象温度均匀性差的问题，本专利技术技术方案的传热方式为对流换热，传热工质在工作条件下为液态。由于液体的对流换热系数大、控温工质与反射镜直接接触、接触面积大，所以热量在控温工质中均匀分布，且控温工质与反射镜之间的换热量均匀性好、速率高，从而实现对反射镜的快速、均热化控温。
25、(2)针对现有技术中控温装置含有较多零件、装配复杂、体积和重量大、工艺难度高，可靠性低的问题，本专利技术技术方案提供的控温装置所包含的零件数量少，零件结构形式简单，易于装配，能保证较高的可靠性；控温工质、测温传感器、控温基板、热电模块、以及优选本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：包括反射镜、镜座以及控温电路模块；
2.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述反射镜背面通过环形筋条和径向筋条，将所述反射镜背面分割若干成扇形均匀分布的控温腔，使得镜体温度分布均匀。
3.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温腔远离反射面的一端沿径向向外延伸出控温定位台，所述控温定位台用于与所述控温基板密封粘接固定。
4.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温工质凝固点不高于-50℃，沸点不低于100℃。
5.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温基板为平面金属薄板，每个控温腔对应一个控温基板；控温基板朝向控温腔的平面为对流控温面，对流控温面沿外法向延伸出测温凸台，测温凸台的轴向尺寸小于控温腔的轴向深度；控温基板中与对流控温面相对的平面为传导控温面；测温凸台与传导控温面之间由测温电路通孔连通。
6.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控
7.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述第二控温面上粘接有导热垫，所述加热模块为电阻丝，固定在第二控温面与导热垫之间。
8.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述镜座主体形状为扁圆柱体，一个端面开口，形成中空环形薄圆柱面，其内径尺寸略大于反射镜圆柱面的径向尺寸；另一个端面镂空；镂空端面靠近开口端面的一侧平面为散热筋，远离开口端面一侧沿轴向外延伸出多个散热翅片，镂空端面还开有贯通的引线孔；镜座的环形薄圆柱面上沿径向开有数个贯通的径向连接孔。
9.根据权利要求7所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：反射镜伸入镜座的环形薄圆柱面，导热垫与散热筋紧密接触，固定反射镜的轴向位置；粘接材料从径向连接孔灌入，使反射镜径向连接面与镜座粘接，固定反射镜的径向位置；测温传感器的导线从测温电路通孔引出后穿过镜座的引线孔，并与控温电路模块相连；热电模块所含导线从镜座的引线孔穿出，与控温电路模块相连。
10.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：控温电路模块中设定有控温下阈值TA和控温上阈值TB，测温传感器测出相应控温腔中控温工质的温度Ti；当Ti≤TA时，对应的加热模块通电制热，且相应的热电模块通某一极性直流电，热量从第一控温面经控温基板加热控温工质，最终加热反射镜；当TB≤Ti时，对应的加热模块断电，改变相应热电模块的输入电流极性，热量依次从控温工质流向控温基板、热电模块和镜座，最终通过镜座的散热体系对外散热，实现对反射镜的降温；当TA<Ti<TB时，相应的加热模块和热电模块不通电。
...【技术特征摘要】
1.一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：包括反射镜、镜座以及控温电路模块；
2.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述反射镜背面通过环形筋条和径向筋条，将所述反射镜背面分割若干成扇形均匀分布的控温腔，使得镜体温度分布均匀。
3.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温腔远离反射面的一端沿径向向外延伸出控温定位台，所述控温定位台用于与所述控温基板密封粘接固定。
4.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温工质凝固点不高于-50℃，沸点不低于100℃。
5.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述控温基板为平面金属薄板，每个控温腔对应一个控温基板；控温基板朝向控温腔的平面为对流控温面，对流控温面沿外法向延伸出测温凸台，测温凸台的轴向尺寸小于控温腔的轴向深度；控温基板中与对流控温面相对的平面为传导控温面；测温凸台与传导控温面之间由测温电路通孔连通。
6.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述热电模块为平面薄片结构，面内尺寸不超出控温基板所确定的包络范围，第一控温面与传导控温面紧密贴合，且与传导控温面贴合时不遮挡测温电路通孔。
7.根据权利要求1所述一种机载光电设备反射镜的控温装置，其特征在于：所述第二控温面上粘接有导热垫，所述加热模块为电阻丝，固定在第二控...
【专利技术属性】
技术研发人员：王惠林，周云，刘栋，蒋萧村，
申请(专利权)人：西安应用光学研究所，
类型：发明
国别省市：
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