[发明专利]一种双绕线恒温黑体

说明书

本发明公开了一种双绕线恒温黑体，包含恒温体、恒温管、恒温液、屏蔽罩和温控泵，恒温液充满恒温管和恒温泵的内部，恒温管缠绕在恒温体外围，屏蔽罩包裹在恒温体和恒温管的外围，温控泵将恒温液控温至特定温度，并控制恒温液在恒温管中流动，恒温液与恒温管和恒温体进行热交换。为确保恒温体的温度均匀，恒温管绕线方案避免了单股绕线空间散热导致的温度不均匀，选用了新的绕线方式，即在恒温体侧面采用螺纹形状的绕线，而在恒温体底面则借鉴了“蚊香”的几何形状，这种绕线方式使得恒温管处于“冷热均匀交替”的排布方式，彼此的热交换抵消了原有空间散热导致的温度不均匀性影响，改善了黑体性能。

技术领域

本发明属于光学计量领域，主要涉及一种腔式黑体中恒温管双绕线形式，具体为一种双绕线恒温黑体。

背景技术

黑体在工业中有着广泛的应用，黑体中恒温体的恒温方案设计是其中的关键技术。理论上，将恒温体浸泡在恒温液体池中可以实现恒温，但是这种方法耗费大量的恒温液和热量，同时由于液体的流动性，附带了液体池的恒温体在工业应用中极为不便，所以恒温体一般采用“恒温管+恒温液”的设计方案，即将恒温管缠绕在恒温体外围，用恒温泵控制恒温液在恒温管中流动，对恒温体进行加热或制冷。

传统恒温管绕线方式为单股绕线，即在恒温体的外壁缠绕成螺旋上升线，而在恒温体的底面缠绕成渐开线，这种方案的缺点在于恒温管内的液体靠近恒温泵的一端恒温液与既定温度相差最小，因为在流动中不断与外界进行热交换，导致靠近出口的一端恒温液液体与既定温度相差最大，由此带来的温度不均匀性影响了整个恒温体温度的均匀性，进而影响了黑体的工作性能。

发明内容

针对现有黑体设计中的不足，本发明采用恒温管双绕线形式，提出了一种双绕线恒温黑体。

本发明的技术方案为：

所述一种双绕线恒温黑体，包括恒温体、恒温管、恒温液、屏蔽罩和温控泵；所述恒温体为筒状结构，一端开口、一端封闭；所述恒温管为中空且不间断的管子，缠绕在恒温体的底面和筒壁，恒温管两端均连接到温控泵；所述恒温液为处于流体状态的物质，在恒温管和温控泵内部循环流动，且使恒温液保持物理和化学性质不变的温度范围能够覆盖黑体在实际使用中所需温度的范围，所述屏蔽罩大小形状与所述恒温体相适应并紧密包裹在恒温体和恒温管的外围；所述温控泵具有控温功能和加压功能，控温功能能够使其内部的恒温液保持期望的温度值，加压功能能够在黑体工作时保证恒温液在恒温管和温控泵内循环流动；

其特征在于：

所述恒温管在恒温体开口一端，从恒温管入口A端及出口C端开始同步采用双股方式缠绕在恒温体的筒壁；沿筒壁外围均匀螺旋上升至恒温体筒壁和底面交界处的B端和D端，其中恒温管AB为螺纹线、恒温管CD为螺纹线，恒温管AB与恒温管CD在筒壁外围交错平行螺旋上升；在恒温体底面，恒温管的B端和D端继续延伸并以“蚊香线”的形状进行分布，在底面的中心O处交汇。

进一步的优选方案，所述一种双绕线恒温黑体，其特征在于：在恒温体筒壁位置，沿筒壁的高度方向上恒温管的外壁与相邻恒温管的空间距离相等；在恒温体底面位置，沿底面直径方向上相邻恒温管的空间距离相等。

进一步的优选方案，所述一种双绕线恒温黑体，其特征在于：相邻恒温管截面中心之间的距离等于恒温管直径的M倍，M取值为1.2～2.5；恒温管越细、M取值越小，恒温管越粗、M取值越大。

进一步的优选方案，所述一种双绕线恒温黑体，其特征在于：沿着恒温管缠绕的纹路，在恒温体的筒壁和底面刻有与恒温管横截面相适应的槽，并将恒温管嵌入所刻槽中。

进一步的优选方案，所述一种双绕线恒温黑体，其特征在于：所述槽横截面为圆弧形，圆弧的直径与恒温管截面直径在装配工艺的范畴内相同。

进一步的优选方案，所述一种双绕线恒温黑体，其特征在于：槽深度等于恒温管截面半径的N倍，N取值为0.7～1；恒温管越细、N取值越小，恒温管越粗、N取值越大。