[发明专利]一种基于密闭腔金属板控温的光纤光栅标准具及使用方法

权利要求书

1.一种基于密闭腔金属板控温的光纤光栅标准具，其特征在于：包括敏感元件(1)，与所述敏感元件(1)依次连接的引出光缆(2)和光纤转接器(3)，与所述敏感元件(1)相连的第一保温装置(4)，设置在所述第一保温装置(4)外部的第二保温装置(5)和设置在所述第二保温装置(5)外部的机箱(6)，所述光纤转接器(3)安装在所述机箱(6)上；

所述第一保温装置(4)包括层叠设置的第一温度传感器(41)、第一控温板(42)、用于升温降温的第一制冷片(43)、第一散热板(44)、第一保温装置外框(45)、所述第一保温装置外框(45)与所述第一制冷片(43)形成的密闭的第一保温腔(46)和与所述第一温度传感器(41)及所述第一制冷片(43)相连的第一引出电缆(47)；所述敏感元件(1)和所述第一温度传感器(41)安装在所述第一控温板(42)的上表面或内部；

所述第二保温装置(5)包括设置在所述第二保温装置(5)内部的第二温度传感器(51)，层叠设置的第二控温板(52)、用于升温降温的第二制冷片(53)、第二散热板(54)，第二保温装置外框(55)，所述第二保温装置外框(55)与所述第二制冷片(53)形成的密闭的第二保温腔(56)和与所述第二温度传感器(51)及所述第二制冷片(53)相连的第二引出电缆(57)；

所述机箱(6)包括机箱本体(61)，设置在所述机箱本体(61)内壁的箱体温度传感器(62)和温度控制电路(63)，所述箱体温度传感器(62)与所述温度控制电路(63)相连；

所述光纤光栅标准具的使用方法包括以下步骤：

S1、控温：

S11、初始温度判定：所述光纤光栅标准具开始使用时，首先计算所述第一温度传感器(41)的测量值T₁与设定的温控点T之间的差值ΔT_a，ΔT_a＝T₁-T，T为20±10℃，并判断ΔT_a是否在允许温差范围之内，若判断为否，则进入步骤S12；若判断为是，则进入步骤S13；

S12、初始温度调整：以所述第二温度传感器(51)测量值T₂作为输入与反馈，将T设为目标值，通过PID控温子程序控制所述第二制冷片(53)持续加热制冷，直至所述ΔT_a值处于允许温差范围之内、且能在时间t内保持状态，t为30s及以上；

S13、环境温差判定：计算所述箱体温度传感器(62)测量值T₃与温控点T的温度差ΔT_b，ΔT_b＝T₃-T，判断ΔT_b是否在允许阈值以内、且能够保持时间t，若判断为否，则进入步骤S14；若判断为是，则进入步骤S15；

S14、持续双层PID控温：以T₁值为输入与反馈、以T为目标值，通过PID控温子程序控制所述第一制冷片(43)持续加热制冷，以控制所述第一控温板(42)的温度恒定；同时，以T₂为输入与反馈、以T为目标值，通过PID控温子程序控制所述第二制冷片(53)持续加热制冷，以缩小所述第二保温装置(5)温度波动范围；重复步骤S13；

S15、持续内层PID控温：以T₁值为输入与反馈、以T为目标值，通过PID控温子程序控制相应的所述第一制冷片(43)持续加热制冷，以控制所述第一控温板(42)的温度始终恒定；重复步骤S13中的温差判定。

2.根据权利要求1所述的一种基于密闭腔金属板控温的光纤光栅标准具，其特征在于：所述第一散热板(44)设置在所述第一保温腔(46)外侧且固定在所述机箱本体(61)内壁，所述第一引出电缆(47)与所述温度控制电路(63)相连；

所述第二散热板(54)设置在所述第二保温腔(56)外侧且固定在所述机箱本体(61)内壁；所述第二引出电缆(57)与所述温度控制电路(63)相连；

所述第一制冷片(43)和所述第二制冷片(53)均是半导体制冷片。

3.根据权利要求2所述的一种基于密闭腔金属板控温的光纤光栅标准具，其特征在于：所述敏感元件(1)、所述引出光缆(2)、所述光纤转接器(3)和所述第一保温装置(4)的数量至少为两个。