一种原子钟用恒温钟房系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及原子钟恒温装置技术领域，尤其是涉及一种原子钟用恒温钟房系统。
【背景技术】
[0002]有人说“20世纪是原子核的时代，21世纪是原子钟的时代”，在信息时代，80%的信息都和导航定位有关，而定位能力的高下又和原子钟精度直接挂钩。众所周知原子钟是时间这个基本物理量重要载体，其基本功能是守时、授时。而温度的变化直接对原子钟的稳定度产生极大的影响，(±l°c的温度变化一般可以使原子钟的稳定度降低一个数量级)。为此所有原子钟均要求所运行环境温度波动必须控制在±0.5°C的范围内。(查阅昆明地区气温变化方面资料:昆明地区年极端温度达±32°C平均昼夜温差±10°C。加上晴天、阴天、雨天、雪天。的影响，)对一套360天(远不止)连续开机的设备，所需的工作环境温度必须每时每刻保持在±0.5°C范围内，的确是困难的。
[0003]当前对于钟房恒温来说有两套成熟可靠的方法:1)采用地下自然恒温的方法，在地下几十米处建设钟房。2)采用进口的专用高精度实验室空调，配相应的热工设计空间，实现热工设计的费用相当于高精度实验室空调的费用。这两种方法的造价高昂，维护管理困难，一般单位无法承担。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种成本低，维护管理简单且恒温效果好的原子钟用恒温钟房系统。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种原子钟用恒温钟房系统，包括门窗密闭的普通房间，安装于普通房间内的空调，设置于普通房间内的钟房，以及设置于钟房内的温控装置及与温控装置电性连接的电热板；所述电热板铺设于钟房的地面上，所述钟房的侧壁和顶面不与普通房间的内壁接触，所述钟房具有一可启闭的门。
[0007]优选的是，所述钟房的墙面和顶面由保温层和电磁屏蔽层构成。
[0008]优选的是，所述电热板的面积等于钟房的面积。
[0009]优选的是，所述温控装置包括单片机，与单片机电性连接的温度传感器、显示器、电源、带隔离的数字功率驱动；所述带隔离的数字功率驱动与电热板电性连接。
[0010]优选的是，所述温控装置的灵敏度为0.2°C。
[0011]优选的是，所述钟房的面积为3?9 m2。
[0012]优选的是，所述钟房的侧壁和顶面与普通房间内壁的距离为I?2m。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点:
[0014](I)本实用新型通过研宄小空间的气温变化规律及相关因素，得到新的设计思路和解决方案，并在实验过程中加以验证。本实用新型利用温度传导慢、辐射、对流快的特性，从粗到精，分层次的解决外界温度激烈变化的影响。首先通过普通房间墙壁的隔离，使普通房间室外温度变化得到阻滞，同时空调运转与普通房间室外通过墙面传导的温度在普通房间室内空间进行融合(空调的预设温控值略低钟房预设温控值)，形成一个小气候空间，把较大的温度变化如昼夜、季节进一步化解。钟房建在普通房间里，它是一个独立的密闭空间(含保温层和电磁隔离层)，钟房室外温度波动的影响得到了更进一步的隔离与阻滞，在此基础上钟房内设置了温度补偿装置(温控装置及电热板)，以辐射和对流的方式对钟房的温度进行精密校正补偿，使其空间温度达到温度控制点±0.5°C以内。
[0015](2)本实用新型精度高、稳定度好(实测±0.20C-±0.40C )完全满足原子钟对环境温度的要求。由于没有风机、风道设计，所以热惯性小、温度梯度小。温度控制值设置灵活、操作简便，平时无需人工干预。造价低廉，为其他方法的十分之一。维护成本低，无需专业人员。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本实用新型的示意图。
[0018]图2为温控装置与电热板连接的原理图。
[0019]图3为本实用新型第一个实验例的检测结果。
[0020]图4为本实用新型第二个实验例的检测结果。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0022]如图1和图2所示，一种原子钟用恒温钟房系统，包括门窗密闭的普通房间1，安装于普通房间I内的空调2，设置于普通房间I内的钟房3，以及设置于钟房3内的温控装置及与温控装置电性连接的电热板4 ;所述电热板4铺设于钟房3的地面上，所述钟房3的侧壁和顶面不与普通房间I的内壁接触，所述钟房3具有一可启闭的门。
[0023]其中，所述钟房的墙面和顶面由保温层和电磁屏蔽层构成；所述电热板的面积等于钟房的面积，形成无空白、无死角的均衡对流，有效降低了温度梯度。所述温控装置包括单片机5，与单片机5电性连接的温度传感器9、显示器6、电源8、带隔离的数字功率驱动7 ;所述带隔离的数字功率驱动7与电热板4电性连接。所述温控装置的灵敏度为0.2°C。所述钟房的面积为3?9 m2。所述钟房的侧壁和顶面与普通房间内壁的距离为I?2m。
[0024]使用时，所述普通房间选用非向阳面的房间，所述普通房间的温度由空调控制在温度控制点以下，但不低于6°C，要求普通房间的门窗密闭，空调的功率与普通房间的面积相适应；所述钟房的温度由温控装置及电热板控制在温度控制点±0.5°C。
[0025]本实用新型目前已在云南天文台(昆明站)、国家天文台(盱眙站)和国家授时中心(三亚站)进行运用，已完成了钟房建造，验收合格，投入使用，其中，国家授时中心(三亚站)和国家天文台(盱眙站)测试数据结果如图3和图4所示。
[0026]图3为三亚站钟房的温度测试数据，该钟房的温度控制点为23°C，从图中可知钟房温度基本控制在22.73°，变化在±0.5°C范围内，图4为盱眙站钟房的温度测试数据，该钟房的温度控制点也为23°C，从图中可知钟房温度基本控制在22.66°，变化亦在±0.5°C范围内。
[0027]由上述结果可知，本实用新型实现了在小空间范围内高稳定度(±0.5°C )的恒温。即用简单的技术也可以实现高精度的控制，效果等同于投资几十万采用专用高稳定度空调的方法，且操作简便，平时无需人工干预。本实用新型具有以下优点:①.高精度、高稳定度(实测±0.4°C )完全满足原子钟的温度环境要求。②.由于没有风机、风道设计，所以热惯性小、温度梯度小。③.温度控制值设置灵活、操作简便，平时无需人工干预。④.造价低廉，为其他方法的十分之一。⑤.维护成本低，无需专业人员。
[0028]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:包括门窗密闭的普通房间，安装于普通房间内的空调，设置于普通房间内的钟房，以及设置于钟房内的温控装置及与温控装置电性连接的电热板；所述电热板铺设于钟房的地面上，所述钟房的侧壁和顶面不与普通房间的内壁接触，所述钟房具有一可启闭的门。
2.根据权利要求1所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述钟房的墙面和顶面由保温层和电磁屏蔽层构成。
3.根据权利要求1所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述电热板的面积等于钟房的面积。
4.根据权利要求1所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述温控装置包括单片机，与单片机电性连接的温度传感器、显示器、电源、带隔离的数字功率驱动；所述带隔离的数字功率驱动与电热板电性连接。
5.根据权利要求1所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述温控装置的灵敏度为0.2°C。
6.根据权利要求1-5任一所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述钟房的面积为3?9 m2。
7.根据权利要求1-5任一所述的原子钟用恒温钟房系统，其特征在于:所述钟房的侧壁和顶面与普通房间内壁的距离为I?2m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种原子钟用恒温钟房系统，旨在提供一种成本低，维护管理简单且恒温效果好的原子钟用恒温钟房系统。恒温钟房系统包括门窗密闭的普通房间，安装于普通房间内的空调，设置于普通房间内的钟房，以及设置于钟房内的温控装置及与温控装置电性连接的电热板；所述电热板铺设于钟房的地面上，所述钟房的侧壁和顶面不与普通房间的内壁接触，所述钟房具有一可启闭的门。本实用新型的温度控制值设置灵活、操作简便，平时无需人工干预。造价低廉，仅为其他方法的十分之一。
【IPC分类】G05D23-19
【公开号】CN204390066
【申请号】CN201520038560
【发明人】李荫康
【申请人】中国科学院云南天文台
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年1月20日