ТЕРМОСТАТИРОВАННЫЙ КОРПУС ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬ
Заявленная полезная модель относится к средствам защиты электронного и оптического оборудования, а также систем на их основе, от внешних негативных факторов, таких как влияние низких температур, и может быть использована при создании оптико-электронных приборов различного назначения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Из существующего уровня техники известен термостатированный корпус для радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования от воздействия высоких температур, принцип работы которого основан на подаче в защищаемый объем охлаждающей жидкости (см. патент РФ №2042294, Η05К 7/20, 20.08.1995 г. - Д1). Термостатированный корпус для радиоэлектронных устройств представляет собой герметичный контейнер, в котором размещают защищаемый объект, причем этот контейнер соединен с системой подачи и циркуляции охлаждающей диэлектрической жидкости, испарение которой на внутренних поверхностях стенок герметичного контейнера и наружных поверхностях микроэлектронного объекта приводит к охлаждению последнего и защищает его от перегрева, причем для испарения используются нагреватели, которые расположены на дне герметичного контейнера у нижних оснований его боковых стенок.
Известный из Д1 термостатированный корпус может быть принят в качестве прототипа заявленной полезной модели.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается заявленной полезной моделью, является создание надежного термостатированного корпуса, позволяющего обеспечить поддержание рабочей температуры внутри него и обладающего достаточно малыми габаритами для использования в составе мобильной малогабаритной аппаратуры. Указанная проблема не могла быть решена при осуществлении или использовании прототипа главным образом из-за необходимости использования дополнительной системы подачи и циркуляции жидкости, которая могла быть нагрета нагревательными элементами, что увеличивало габариты прототипа, снижало его надежность и становилось препятствием для его использования в составе мобильной малогабаритной аппаратуры.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Техническим результатом является обеспечение работоспособности сохраняемого объекта в сложных температурных условиях (до -40°С) и исключение влияния изменения температуры окружающей среды на работоспособность сохраняемого объекта, помещенного в заявленный термостатированный корпус, равно как уменьшение габаритов термостатированного корпуса и повышение его надежности.
Технический результат достигается за счет того, что термостатированный корпус представляет собой корпус, образованный соединением при помощи сборочной операции двух монолитных половин корпуса, каждая из которых содержит вырезанные на этапе их изготовления канавки, предназначенные для размещения в них слоя тонкопленочных нагревательных элементов, выполненных с возможностью изменять свою температуру под воздействием управляющего сигнала и распределенной сети термопар, сформированной по всей внутренней поверхности каждой из упомянутых монолитных половин корпуса. В соответствии с заявленной совокупностью существенных признаков влияние температуры окружающей среды на работоспособность сохраняемого объекта в сложных температурных условиях (до -40°С), обеспечение работоспособности сохраняемого объекта, повышение надежности термостатированного корпуса, равно как уменьшение габаритов термостатированного корпуса, достигается благодаря тому, что термостатированный корпус, в отличие от прототипа, не содержит сложных систем подачи и циркуляции охлаждающей жидкости, а содержит тонкопленочные охлаждающие/нагревательные элементы, способные изменять температуру под воздействием управляющего сигнала.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
2
Заявленный термостатированный корпус образован соединением при помощи какой-либо сборочной операции двух монолитных половин термостатированного корпуса. Сборочной операцией, с помощью которой осуществляется соединение упомянутых половин является, в частности, свинчивание, сочленение, клепка, сварка, опрессовка, склеивание, сшивка и тому подобные операции, позволяющие обеспечить герметичность корпуса. Монолитные половины термостатированного корпуса при этом выполнены из металла, стеклокерамики, композитного материала или углеродного волокна таким образом, чтобы обеспечивать размещение внутри корпуса оптико-электронной аппаратуры, такой как различного рода измерительные приборы. На этапе изготовления каждой половины термостатированного корпуса в них по внутренней поверхности выполняются канавки, предназначенные для размещения в них слоя тонкопленочных нагревательных элементов, выполненных с возможностью изменять свою температуру под воздействием управляющего сигнала, а также распределенной сети термопар, сформированной по всей внутренней поверхности каждой из упомянутых монолитных половин корпуса, совместно обеспечивающих контроль температуры внутри корпуса в реальном времени без внедрения дополнительных датчиков температуры. Упомянутый слой тонкопленочных нагревательных элементов (резистивный слой) сформирован известными из уровня техники методами и способами (см., например, патент РФ №144827, Η05В 3/84, 10.09.2014 г. - Д2; патент РФ №2088047, Η05В 3/18, 20.08.1997 - Д3; патент РФ №2379857, Η05В 3/18, 20.01.2010 - Д4), например, посредством напыления резистивной нагревательной пленки, представляющей собой слой оксида индия, легированного оловом, пленки титана, пленки оксида олова, а также посредством экструзионной печати резистивных элементов, или в виде плоских зигзагообразной формы, например, в виде полосок, последовательно соединенных между собой перемычками, образуя в плане меандровую форму, резистивных излучающих элементов из выполненной из аморфного сплава металлов или переходных металлов с металлоидами фольги, расположенной между двумя гибкими термостойкими электроизоляционными пленками, в качестве которых может быть использована, например, полиэтилентерефталатная ламинированная пленка. Упомянутая распределенная сеть термопар формируется таким образом, чтобы на 1 см внутренней поверхности корпуса после его формирования приходилась одна термопара. Регулировка температуры внутри корпуса осуществляется автоматически посредством внутреннего блока управления, который подсоединен к выходам слоя термопар и входу слоя тонкопленочных нагревательных элементов. Блок управления представляет собой любой известный из уровня техники микроконтроллер, содержащий микропроцессор и память, выполненный с возможностью считывания показаний термопар и формирования управляющего сигнала на основании этих показаний, и вход питания. С выхода блока управления подается или прекращается подача напряжения на резистивный слой.
Заявленная полезная модель работает следующим образом. Внутри корпуса должна поддерживаться заданная температура. В условиях низких температур влияние температуры может оказаться критичным для работоспособности измерительного прибора. Для обеспечения постоянной заданной температуры внутри термостатированного корпуса упомянутый блок управления с заданным интервалом проводит опрос упомянутой распределенной сети термопар, для определения температуры внутри термостатированного корпуса. При температуре меньше заданной на вход слоя тонкопленочных нагревательных элементов с выхода блока управления подается управляющий сигнал, который побуждает нагревательные элементы нагреваться, повышая тем самым температуру внутри термостатированного корпуса. По достижении заданной температуры или ее превышении подача управляющего сигнала на вход слоя тонкопленочных нагревательных элементов прекращается, за счет чего прекращается и их нагрев.
Благодаря наличию слоя тонкопленочных резистивных элементов и слоя термопар обеспечивается возможность контроля температуры внутри термостатированного корпуса и обеспечивается возможность поддержания рабочей температуры измерительного прибора в условиях низких температур. Вместе с тем, благодаря отсутствию каких-либо дополнительных систем подачи и циркуляции жидкости, используемой в качестве источника нагрева, габариты термостатированного корпуса являются малыми, что позволяет использовать его для мобильной малогабаритной аппаратуры. Благодаря этому же повышается и надежность термостатированного корпуса, так как использование таких дополнительных систем в условиях низких температур может оказаться затруднительным, в то время как использование для нагрева слоя тонкопленочных нагревательных элементов не представляет труда.