本发明涉及一种宽温热控装置，特别涉及通过光电转换实现安全生产监控、监测设备(气体红外检漏仪、火花探测仪、摄像机等)在宽温工况的热力结构设计，属于通用电气设备技术领域。
背景技术：
众所周知，电子设备对工作环境的温度要求极为敏感，过高或者过低的环境温度都会影响电子设备的正常工作，甚至会损坏电子设备。目前，针对电子设备加热或者散热最常用的方式是散热片散热、热丝加热、风扇强制对流制冷、液冷等一种或几种的组合。但是，在大多数应用场合，对设备的成本、结构、体积等方面都有要求，甚至某些特殊场合(比如爆炸性环境)要求不能额外增加能量，这样的话，上述的几种方式就难以满足现场要求。因此，研发一种无额外热负荷，可靠性高，无安全隐患，可以抵御大空间环境高低温对电子设备影响，能保证电子设备正常工作的宽温热控装置具有现实意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提出一种宽温热控装置，在满足数据采集电子设备的本质安全技术要求的基础上，设计一种非强制调节设备内部温度，以使芯片等电子元器件能够正常工作。
本发明提出的宽温热控装置，包括外壳体、内壳体、相变导热垫、导热块、复合有机相变材料盒、热二极管和散热片；所述的内壳体、相变导热垫、导热块、复合有机相变材料盒和热二极管置于外壳体内；所述的内壳体置于外壳体内上部，外壳体与内壳体之间设有绝热层，内壳体一侧的边框上设有玻璃视窗，玻璃视窗伸出外壳体，待保护电子设备置于内壳体内，待保护电子设备与内壳体之间通过导热带实现热传递；所述的导热块置于内壳体下部，导热块与内壳体下部外壁之间设有相变导热垫，导热块的上工作面与相变导热垫相贴合，导热块的下工作面分别与所述的复合有机相变材料盒和热二极管的热端相连接，复合有机相变材料盒内设有复合有机相变材料，热二极管的冷凝端安装有散热片，散热片外设有护罩。
本发明提出宽温热控装置，其优点是：本发明的宽温热控装置将相变材料和传热技术相结合，可以动态调节温度。当环境温度低于所保护的电子设备的工作温度时，可以由内而外进行单向散热；当环境温度高于所保护的电子设备的工作温度时，可以先将内部热量存储于相变材料中，当环境温度低的时候，再将存储的热量释放出去。从而可以保证所保护的电子设备在-40℃～60℃大空间环境中正常工作。本发明装置典型应用于爆炸性环境，在爆炸性环境中不宜采用轴流风扇和热丝等强制性热控措施，因在故障情况下，可能产生安全隐患。而本发明的宽温热控装置，无额外热负荷，可靠性高，无安全隐患，可以抵御大空间环境高低温对电子设备的影响。
附图说明
图1为本发明提出的宽温热控装置的结构示意图。
图1中，1是外壳体，2是绝热层，3是内壳体，4是玻璃视窗，5是导热带，6是相变导热垫，7是导热块，8是复合有机相变材料盒，9是复合有机相变材料，10是热二极管，11是散热片，12是护罩，13是待保护电子设备。
具体实施方式
本发明提出的宽温热控装置，其结构如图1所示，包括外壳体1、内壳体3、相变导热垫6、导热块7、复合有机相变材料盒8、热二极管10和散热片11。所述的内壳体3、相变导热垫6、导热块7、复合有机相变材料盒8和热二极管10置于外壳体1内。内壳体3置于外壳体内上部，外壳体1与内壳体3之间设有绝热层2，内壳体3一侧的边框上设有玻璃视窗4，玻璃视窗4伸出外壳体1。待保护电子设备13置于内壳体3内，待保护电子设备13与内壳体3之间通过导热带5实现热传递。导热块7置于内壳体3下部，导热块7与内壳体下部外壁之间设有相变导热垫6，导热块7的上工作面与相变导热垫6相贴合，导热块7的下工作面分别与所述的复合有机相变材料盒8和热二极管10的热端相连接，复合有机相变材料盒8内设有复合有机相变材料9，热二极管10的冷凝端安装有散热片11，散热片11外设有护罩12。
以下结合附图，详细介绍本发明提出的宽温热控装置的工作原理：
一般来说，电子设备或电子功率元件工作时表面温度为40℃～50℃，并持续发热，其它电子元件工作温度为4℃～50℃，设计要求在大空间温度范围-40℃～60℃能正常工作。当大空间温度低于相变导热垫6的相变温度(33℃～35℃)时，相变导热垫6与导热块7之间存在间隙，形成较大热阻，关断传热通道，待保护电子设备工作时产生热量，维持内壳体3内部所需工作温度，由绝热层2与双视窗玻璃4形成的隔热围护，使大空间环境的低温不会干扰机芯13工作。而当大空间温度高于相变导热垫6的相变温度，且低于热二极管10的截止温度时，传热通道开启，散热片11通过自由对流扩散传热。当大空间温度高于热二极管10的截止温度时，复合有机相变材料9储热，其热周期为8小时或更长。以上工作过程是动态的。利用较低温时段，复合有机相变材料9放热。
本发明的宽温热控装置的一个实施例中，所述的外壳体用于结构支承和外部防热围护。所述的绝热层系填装导热系数λ≤0.03W/m·K的绝热材料所形成。其中的内壳体用于安装电子设备，内壳体前端装有双层玻璃视窗，整个内腔系密闭结构，电子设备工作时产生的热量传导至内壁面。其中的相变导热垫的相变温度为33℃～35℃，安装于内壳体外壁与导热块之间，通过相变时热阻的改变，起热开关作用。导热块对电子设备耗散功率所产生热量进行热传导。其中的复合有机相变材料盒内置复合有机相变材料(相变温度45℃～48℃，相变焓ΔHm≥195J/g，相对密度≥1.45)用于储热。热二极管用于单向导热。
外壳体1采用λ≤0.25W/m·K的材料(如防静电ABS)制作，作为主结构件和围护，为上下层箱体构造，上层安置内壳体3，下层安置复合有机相变材料盒8和热二极管10等。
本发明保护的电子设备用柔性导热带5连接在内壳体3的内壁上并传热至外壁。
本发明所述内壳体3外壁连接相变导热垫6，相变导热垫6低于相变温度时呈固态，与导热块7间形成间隙，产生较大热阻，当相变导热垫6达到相变温度时变软呈融化状态，完全填充间隙形成热传导。
本发明所述的导热块7与复合有机相变材料盒8和热二极管10机械并联，形成两条传热途径，当温度低于复合有机相变材料9相变温度时，热二极管10通过位于冷凝端的散热片11对流传热，复合有机相变材料9不储热，反之，复合有机相变材料9储热。
本发明所述的复合有机相变材料9热周期Tn≥8小时。
本发明所述的护罩12用高热阻材料制成，外表面涂敷反射隔热材料，作用为稳定对流传热。