[实用新型]光学元件组件及其温度控制装置

说明书

本实用新型提供了一种光学元件组件及其温度控制装置，涉及航空机载设备技术领域。光学元件总成包括光学元件以及温度控制装置，温度控制装置包括隔热的筒状壳体和TEC制冷片，筒状壳体的外周围设安装孔，TEC制冷片为双层TEC制冷片，包括内层TEC制冷片、外层TEC制冷片以及夹层导热体，筒状壳体的内部具有封闭腔体并在其中设有导热筒，光学元件固定在导热筒中，并通过导热筒与TEC制冷片进行热传导，筒状壳体的外周固定有将TEC制冷片热量导出的导热管和散热翅片，使热量能够及时向外散出。根据环境温度的变化，在电路中通入不同方向电流，TEC制冷片分别放热和吸热，实现既可升温又可降温保护的目的。

技术领域

本实用新型涉及航空机载设备技术领域，具体涉及光学元件组件及其温度控制装置。

背景技术

近年来，随着我国航空航天工业技术的发展，在诸多技术领域取得了较大的进步，但在个别领域仍存在短板，例如搭载在飞机或无人机上的航空光学仪器随飞机或无人机在短时间内从地面快速上升至海拔数十千米以上，由于受地表热辐射衰减的影响，空气温度与海拔高度呈负相关，大致为海拔高度每上升1千米温度下降6℃，当飞机或无人机处于海拔20千米的高空时，其环境温度相比处于近海平面高度的地面温度低120℃，这意味着航空光学仪器可能在短时间内经历上百摄氏度的温差，在如此大温差的变化情况下，航空光学仪器往往由于低温引发一系列问题，如温度变化容易产生热扰动致使光学元件的中心波长发生漂移，进而对其测量准确度造成很大的影响，甚至引发光学元件发生故障。

传统的光学元件保温装置主要针对低温下对光学元件进行加热升温，例如期刊名为航空制造技术 2015年增刊S1中公开了一篇名为光器件加热保温装置及控制方法的相关文件，文中通过控制电路自动控制实现光器件（光学元件）的加热保温，加热器粘贴于受控光器件的周围，在温度低于阈值时对受控光器件进行加热，薄膜型电加热器是以镍铬合金或铜镍锰合金作为电热元件，制成丝状或片状并与聚酰亚胺薄膜复合而成，利用电导体的电热性质来进行热控制的器件。热电偶粘贴在受控光器件一侧，且热电偶的粘贴位置要尽量远离加热器，热电偶用于反馈受控光器件的当前温度值，其电阻测量值可以作为受控光器件当前温度的对应值，并作为电路参数传递到控制电路中，使其在宽温范围内正常工作，具有控温范围宽的优点。使用隔热层对受控光器件与外界环境进行温度隔离，并在隔热层外使用防水涂层进行封闭，使用腔体外壳对整体进行封装，解决了光器件在低于-20℃的航天航空等恶劣环境条件下工作性能较差的问题，提高了加热保温效率，减小了加热保温功耗。

但是，由于飞机或无人机的工作环境复杂，不仅面临高空低温的影响，也会受到机身产热或机身与空气高速摩擦产生热量的影响，机载光学元件周围的环境温度可能最高升至70℃，高温对光学元件的中心波长同样会造成影响，进而致使测量数据不准确。因此，亟需一种适用于宽温度范围内对光学器件既可以进行升温又可以降温保护的温度控制装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于光学元件的温度控制装置，以解决现有技术中存在只能对光学元件进行升温保护不能降温的问题。同时本实用新型的目的还在于提供使用该温度控制装置的光学元件组件。

为实现上述目的，本实用新型的温度控制装置的技术方案是：

温度控制装置包括隔热壳体，隔热壳体中设有用于固定光学元件的封闭腔体，封闭腔体外围设有用于控制光学元件温度的TEC制冷片，TEC制冷片具有相背设置的两极电偶面，其中一极电偶面朝向封闭腔体，另一极电偶面背向封闭腔体设置。