1.本发明涉及卫星技术领域，尤其涉及一种具有高可靠性温控结构的激光收发设备及光学望远镜。
背景技术：
2.卫星通信是指地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。由于激光通信方式相对无线通信方式而言，频带更宽，通信容量更大，可以进行多路通信，渐渐地，开始使用激光收发设备代替无线通信设备进行卫星通信。
3.激光收发设备参与卫星通信时，往往被安装在室外高海拔区域。这些高海拔区域年温差较大。而激光收发设备又包括一些对环境温度特别敏感的电器件，如半导体激光器等等。若环境温度过高或过低，会严重影响这些电器件的工作的稳定性，甚至会使这些电器件的使用寿命大幅度缩减。由于这些电器件的价格往往较高，因此，对其使用寿命要求通常不低于十年。所以，相应的会设置温控结构。冬季时，温控结构对激光收发设备的电器件进行加热；夏季时，温控结构对激光收发设备的电器件进行降温。如此，使激光收发设备的电器件周围的温度在合适的范围内。
4.传统的温控结构包括温度检测器、控制器、加热体和散热风扇。其中，温度检测器能够检测对温度敏感的电器件的周围的温度。控制器分别与温度检测器、加热体、散热风扇电连接，能够根据温度检测器检测到的温度，控制加热体或散热风扇进行工作。加热体贴附在对温度敏感的电器件的表面。散热风扇正对于对温度敏感的电器件，能够向对温度敏感的电器件鼓风。然而，当控制器发生故障时，会引发热失控的现象发生，进而引发电器件烧毁现象发生。因此，传统的温控结构进行调温时，调温过程的可靠性不高。
5.目前，传统的温控结构进行调温时，调温过程的可靠性不高。
技术实现要素：
6.为解决传统的温控结构进行调温时，调温过程的可靠性不高的问题，本发明提供一种具有高可靠性温控结构的激光收发设备及光学望远镜。
7.为实现本发明目的提供的一种具有高可靠性温控结构的激光收发设备，包括箱体；箱体内的中部设有温控室，一端及底部设有散热室，相对端设有加热室；温控室内固定有半导体激光器；散热室的顶部为入风口，底部靠近加热室的一端为出风口；加热室靠近温控室的一侧设有传热腔，远离温控室的一侧设有加热腔；加热腔与传热腔连通；加热腔内设有发热部。
8.在其中一些具体实施例中，加热室内的中部设有绝热隔板，以将加热室隔离成加热腔和传热腔，且传热腔的容量小于加热腔；
绝热隔板的后端开设有连通加热腔和传热腔的通孔。
9.在其中一些具体实施例中，发热部设于加热腔内的中部；加热腔内的前侧设有匀热风扇，能够向发热部鼓风。
10.在其中一些具体实施例中，绝热隔板的中部设有隔热腔。
11.在其中一些具体实施例中，发热部为ptc发热体。
12.在其中一些具体实施例中，散热室包括依次连通的入口腔、侧导流腔和底导流腔；入口腔和侧导流腔设于箱体内的一端；入口腔的顶部为入风口，顶开口大于底开口；底导流腔设于箱体内的底部，靠近加热室的一端为出风口。
13.在其中一些具体实施例中，入口腔内设有散热风扇；侧导流腔内设有侧散热部；底导流腔内设有底散热部。
14.在其中一些具体实施例中，半导体激光器为多个，分别固定于温控室的底部的右侧。
15.在其中一些具体实施例中，半导体激光器为三个，分别为第一半导体激光器、第二半导体激光器和第三半导体激光器；还包括温度传感器；温度传感器为多个，至少一个固定于温控室的底部的左侧，至少一个固定于温控室的底部的前侧，至少一个固定于温控室的底部的后侧，至少一个固定于第一半导体激光器上，至少一个固定于第二半导体激光器上，至少一个固定于第三半导体激光器上，至少两个固定于温控室的右侧壁的下部，至少一个固定于温控室的右侧壁的上部。
16.基于同一构思的一种光学望远镜，包括望远镜主体和上述任一些具体实施例提供的具有高可靠性温控结构的激光收发设备；具有高可靠性温控结构的激光收发设备的箱体的一侧与望远镜主体的一侧固定连接。
17.本发明的有益效果：本发明的具有高可靠性温控结构的激光收发设备通过设置温控室、加热室和散热室，夏季时，室外空气能够从入风口流入散热室内，并从出风口流出。室外空气流经散热室时，能够对温控室的一端及底部进行降温处理，以达到对温控室进行降温的目的。冬季时，设于加热腔内的发热部能够发热，以使加热腔内的空气温度提高。热量先由加热腔向传热腔传导，再传导至温控室。相对传统的温控结构，散热室和加热室相配合，能够为温控室内的温敏元件提供合适的温度环境。热量经传热腔之后，才传导至温控室，热传导过程能够有效地得以缓冲，热传导路径延长，热传导过程中热量损耗增多，不再直接作用于温控室和半导体激光器，降低了调温失控对半导体激光器等电器件所产生的影响，避免了半导体激光器烧毁现象发生，大大提高了调温过程的可靠性。整体上，使得激光收发设备适用于宽温度范围的高海拔区域中，且始终能够为半导体激光器等电器件的工作提供合适的温度环境，具有较长的服役周期。
附图说明
18.图1是本发明一种具有高可靠性温控结构的激光收发设备一些具体实施例的结构
示意图；图2是图1所示的具有高可靠性温控结构的激光收发设备的内部结构示意图；图3是图2所示的具有高可靠性温控结构的激光收发设备另一视角的内部结构示意图；图4是图3所示的具有高可靠性温控结构的激光收发设备中绝热隔板的剖视图；图5是本发明一种光学望远镜一些具体实施例的结构示意图。
19.附图中，100、具有高可靠性温控结构的激光收发设备；110、温控室；111、半导体激光器；120、散热室；121、入口腔；1211、散热风扇；122、侧导流腔；1221、侧散热部；123、底导流腔；1231、底散热部；130、加热室；131、加热腔；1311、匀热风扇；1312、发热部；132、传热腔；133、绝热隔板；1331、通孔；1332、隔热腔；200、望远镜主体。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
22.本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
23.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
24.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”等术语应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
25.参照图1、图2、图3和图4，一种具有高可靠性温控结构的激光收发设备100，包括箱体，箱体内的中部设有温控室110。在箱体内的一端及底部设有散热室120，相对端设有加热室130。其中，温控室110内固定有半导体激光器111。散热室120的顶部为入风口，底部靠近加热室130的一端为出风口。加热室130靠近温控室110的一侧设有传热腔132，远离温控室110的一侧设有加热腔131，加热腔131与传热腔132连通。在加热腔131内设有发热部1312。
26.在此实施例中，半导体激光器111为对温度敏感的电器件，固定在温控室110内。夏季时，室外空气能够从入风口流入散热室120内，并从出风口流出。室外空气流经散热室120时，能够对温控室110的一端及底部进行降温处理，以达到对温控室110进行降温的目的。冬季时，设于加热腔131内的发热部1312能够发热，以使加热腔131内的空气温度提高。热量先
由加热腔131向传热腔132传导，再传导至温控室110。相对传统的温控结构，散热室120和加热室130相配合，能够为温控室110内的温敏元件提供合适的温度环境。热量经传热腔132之后，才传导至温控室110，热传导过程能够有效地得以缓冲，热传导路径延长，热传导过程中热量损耗增多，不再直接作用于温控室110和半导体激光器111，降低了调温失控对半导体激光器111等电器件所产生的影响，避免了温度过高引发半导体激光器111烧毁的现象发生，大大提高了调温过程的可靠性。整体上，使得激光收发设备适用于宽温度范围（-40℃~+50℃）的高海拔区域中，且始终能够为半导体激光器111等电器件的工作提供合适的温度环境，具有较长的服役周期。
27.在本发明一些具体实施例中，加热室130内的中部设有绝热隔板133，以将加热室130隔离成加热腔131和传热腔132。绝热隔板133能够起到隔热的作用，避免发热部1312直接向温控室110进行热传导。热量传导会经过传热腔132，使得热传导过程能够有效地得以缓冲。而且，传热腔132的容量小于加热腔131。具体地，加热室130靠近温控室110的一侧的下部设有传热腔132。传热腔132的体积与加热腔131的体积比值为1:2。如此，使得热气流在流动过程中被汇集，有效地提高了热传导效率更高。在绝热隔板133的后端开设有连通加热腔131和传热腔132的通孔1331。加热腔131内的热气流仅通过绝热隔板133的后端的通孔1331流向传热腔132，且采用热气流的形式对温控室110进行加热。
28.在本发明一些具体实施例中，发热部1312设于加热腔131内的中部。在加热腔131内的前侧设有匀热风扇1311，能够向所述发热部1312鼓风。匀热风扇1311为两个，可以采用“一备一用”的形式进行工作。当其中一个匀热风扇1311发生故障时，另一个也能起到匀热的目的。此处，需要说明的是，加热腔131远离传热腔132的一侧壁的中部开设有让位孔。发热部1312通过让位孔能够安装于加热腔131内。如此，无需拆箱，即可完成发热部1312的更换，缩短了维修周期。温控室110和传热腔132共用同一块隔板。散热室120与温控室110共用同一块隔板。当发热部1312被安装于加热腔131内后，传热腔132和绝热隔板133能够有效地隔离发热部1312和温控室110。通过匀热风扇1311向发热部1312鼓风，流动的气流依次流经加热腔131和通孔1331后，在传热腔132内持续作用于温控室110，进而实现对温控室110整体温度的调控。相对于不借助气流，使发热部1312自发散热的形式，提高了热传导效率。
29.在本发明一些具体实施例中，绝热隔板133的中部设有隔热腔1332。此处，需要说明的是，在隔热腔1332内填充有惰性气体，以使绝热隔板133具有较好地隔热效果。
30.在本发明一些具体实施例中，发热部1312为ptc发热体。pct发热体由陶瓷发热元件与铝管等组成。与加热腔131直接相接触的位置的材质为耐热陶瓷材料，具有低导热率，使得发热部1312产生的热量尽量不直接作用于加热腔131的侧壁。即使控制器发生故障，无法停止供电给ptc发热体，ptc发热体持续产生热量，ptc发热体的最高温度也不会超过居里温度，其通过耐热陶瓷材料的热传导和热辐射形式传导出去的热量的热功率较低，经过箱体与外界的热交换，热量被大幅度损耗。达到热平衡时，温控室110内的温度上升幅度也能够被半导体激光器111等温敏元件适应，避免了半导体激光器111烧毁现象发生，大大提高了调温过程的可靠性。
31.在本发明一些具体实施例中，散热室120包括依次连通的入口腔121、侧导流腔122和底导流腔123。其中，入口腔121和侧导流腔122设于箱体内的一端，入口腔121的顶部为入风口。底导流腔123设于箱体内的底部，靠近加热室130的一端为出风口。外部的空气能够从
入风口流入入口腔121内，依次流经侧导流腔122和底导流腔123后从出风口排出。当空气流经入口腔121和侧导流腔122时，能够对温控室110的一端进行降温。当空气流经底导流腔123时，能够对温控室110的底部进行降温。而且，入口腔121的顶开口大于底开口，使得更多的空气能够涌入入口腔121内，提高了散热效率。
32.在本发明一些具体实施例中，入口腔121内设有散热风扇1211，散热风扇1211能够加速空气在散热室120内的流动速度，进而提高了散热效率。散热风扇1211为两个，可以采用“一备一用”的形式进行工作。在对散热风扇1211和发热部1312等易损部件进行更换维修时，相关人员能够就地完成维修，无需再将激光收发设备带回实验室维修，缩短了维修周期，节省了维修成本。夏季时，散热风扇1211开启，强制室外空气流入散热室120内，以完成对温控室110强制降温的目的。
33.在本发明一些具体实施例中，在侧导流腔122内设有侧散热部1221，在底导流腔123内设有底散热部1231。具体地，侧散热部1221为散热鳍片，固定于温控室110靠近散热室120的一侧壁上。底散热部1231也为散热鳍片，固定于温控室110的底端。如此，进一步地提高了散热效率。
34.在本发明一些具体实施例中，半导体激光器111为多个，分别固定于温控室110的底部的右侧。如此，半导体激光器111既邻近散热室120的出风口，又邻近传热腔132，更有利于调控半导体激光器111周围的温度。
35.在本发明一些具体实施例中，半导体激光器111为三个，分别为第一半导体激光器111、第二半导体激光器111和第三半导体激光器111。激光收发设备还包括温度传感器。温度传感器为多个，至少一个埋设于温控室110的底部的左侧，至少一个埋设于温控室110的底部的前侧，至少一个埋设于温控室110的底部的后侧，至少一个固定于第一半导体激光器111上，至少一个固定于第二半导体激光器111上，至少一个固定于第三半导体激光器111上，至少两个埋设于温控室110的右侧壁的下部，至少一个埋设于温控室110的右侧壁的上部。如此，使得对温控室110内的温度检测更为准确全面。利用综合热仿真软件对实物进行试验，得到温控室110内的温度分布梯度图。按等梯度差冗余布置的原则，在温控室110内的相应位置埋设温度传感器，能够更为真实全面地反映热量传导过程，更有利于控温和调温。
36.在本发明一些具体实施例中，激光收发设备还包括控制器，控制器分别与每个温度传感器、每个半导体激光器111、散热风扇1211、匀热风扇1311、发热部1312电性连接。控制器能够接收来自温度传感器检测到的温度信号。夏季时，控制器根据接收到的温度信号，控制散热风扇1211。冬季时，控制器根据接收到的温度信号，控制匀热风扇1311和发热部1312进行工作。控制器还能够控制每个半导体激光器111进行工作。另外，散热风扇1211与控制器通过插接件连接。发热部1312与控制器通过插接件连接。相对于导线焊接连接的形式，可就地完成电路的恢复，有利于散热风扇1211和发热部1312就地更换。整体上，可就地更换散热风扇1211和发热部1312，缩短维修周期，节省维修成本。即使控制器发生故障，也不会烧毁半导体激光器111等温敏元件。依据热仿真及试验得到的热分布图，合理布设温度传感器，更加精确地控制温控室110内的温度。加热室130和散热室120相配合，能够为温控室110内的温敏元件提供更均匀精确的温度场，且使得调温效率更高。
37.温控室110的升温过程如下：外部环境温度过低时，多个温度传感器持续测温。若温控室110内的温度分布不合理。控制器控制发热部1312和匀热风扇1311进行工作。待温控
室110内的多个测温点的温差达到第一设定值时，控制器控制发热部1312停止工作。匀温风扇继续工作，以加快温控室110的热平衡进程。待待温控室110内的多个测温点的温差达到第二设定值时，控制器控制匀热风扇1311停止工作。需要说明的是，第二预设值介于0℃~+5℃之间。当温控失效，发热部1312持续发热时，散热风扇1211被启动，辅助降温，避免烧毁半导体激光器111等温敏元件。
38.参照图5，本发明还提供一种光学望远镜，包括望远镜主体200和上述任一些具体实施例提供的具有高可靠性温控结构的激光收发设备100。具有高可靠性温控结构的激光收发设备100的箱体的一侧与望远镜主体200的一侧固定连接。夏季时，室外空气能够从入风口流入散热室120内，并从出风口流出。室外空气流经散热室120时，能够对温控室110的一端及底部进行降温处理，以达到对温控室110进行降温的目的。冬季时，设于加热腔131内的发热部1312能够发热，以使加热腔131内的空气温度提高。热量先由加热腔131向传热腔132传导，再传导至温控室110。相对传统的温控结构，散热室120和加热室130相配合，能够为温控室110内的温敏元件提供合适的温度环境。热量经传热腔132之后，才传导至温控室110，热传导过程能够有效地得以缓冲，热传导路径延长，热传导过程中热量损耗增多，不再直接作用于温控室110和半导体激光器111，降低了调温失控对半导体激光器111等电器件所产生的影响，避免了半导体激光器111烧毁现象发生，大大提高了调温过程的可靠性。整体上，使得激光收发设备适用于宽温度范围的高海拔区域中，且始终能够为半导体激光器111等电器件的工作提供合适的温度环境，有利于延长光学望远镜的使用寿命。
39.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
40.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的范围内，根据本发明的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。