一种野战微环境控制系统的制作方法

1.本发明涉及控制系统技术领域，更具体地说，它涉及一种野战微环境控制系统。

背景技术：

2.固定通信台站在保障部队作战、演训和非战争军事行动中，需要在野战环境下开设通信节点即中继站，而所用装备都是军选民用装备，目前军选民用装备的环境适应性较差，其设计之初即按照固定机房环境下，有温度湿度控制措施，少尘、少电磁干扰条件，设计温度范围一般在0℃～+50℃范围内，环境湿度≤80％，无防尘防防震措施，在野外环境下设备故障率升高，影响通信可靠性和稳定性，这些问题限制了军选民用设备的实用场合及其性能的发挥。
3.部队大容量通信需求要满足，军选民用设备的优势短时期内无法替代，野战环境的恶劣条件无法避免，军选民用设备的环境适应性无法提高。因此，如何让固定通信台站在野战环境下稳定运行正是本技术所要解决的技术问题。

技术实现要素：

4.针对现有技术存在的不足，提供一种野战微环境控制系统，该系统用于给通信节点提供独立的微环境，从而保证其稳定运行。
5.为实现上述目的，提供了如下技术方案：
6.一种野战微环境控制系统，其包括有壳体，壳体内开设有密闭的容纳腔，容纳腔内设置有机架,述机架通过减震部件与壳体连接，机架与壳体之间形成有气体保温层。
7.壳体上设置有控温部件，控温部件用于调节气体保温层的温度。
8.壳体上还设置有与控温部件耦接的电源系统，电源系统用于控制控温部件。
9.综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：本野战微环境控制系统给通信节点提供了独立的微环境，因为壳体内的容纳腔为密闭空间，因此设置在机架内的通信节点与外界隔离，避免了尘土和环境湿度的影响；另外机架通过减震部件设置在容纳腔内，在野外可以起到减震的作用，避免通信节点受到震动影响，机架与壳体之间没有直接接触，从而形成了气体保温层，气体保温层可以给减震部件提供震动时缓冲的空间，另外气体保温层的形成可以有效隔绝外界的温度，让机架内的通信节点保持在相对稳定的温度范围内，从而提高通信节点通信的可靠性和稳定性；控温部件则用于主动调节容纳腔内的温度，使容纳腔处于0℃～+50℃范围内，从而避免高温天气或低温天气对通信节点的影响。
附图说明
10.图1为一种野战微环境控制系统的壳体示意图；
11.图2为一种野战微环境控制系统的模块图示意图；
12.图3为一种野战微环境控制系统的稳压通道示意图；
13.图4为一种野战微环境控制系统的活动区和连接区示意图；
14.图5为一种野战微环境控制系统的稳压通道放大图示意图。
15.附图标记：10、壳体；11、容纳腔；12、气体保温层；13、屏蔽层；14、石墨烯加热薄膜；20、机架；30、减震部件；40、控温部件；50、电源系统；60、温度检测部件；70、空气对流部件；80、稳压通道；81、活塞；82、活动区；83、连接区；84、电阻条；85、电触点。
具体实施方式
16.下面结合附图和实施例，对本发明进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
17.如图1所示，一种野战微环境控制系统，其包括有壳体10，壳体10内开设有密闭的容纳腔11，容纳腔11内设置有机架20,述机架20通过减震部件30与壳体10连接，机架20与壳体10之间形成有气体保温层12；壳体10上设置有控温部件40，控温部件40用于调节气体保温层12的温度；壳体10上还设置有与控温部件40耦接的电源系统50，电源系统50用于控制控温部件40。本野战微环境控制系统给通信节点提供了独立的微环境，因为壳体10内的容纳腔11为密闭空间，因此设置在机架20内的通信节点与外界隔离，避免了尘土和环境湿度的影响；另外机架20通过减震部件30设置在容纳腔11内，在野外可以起到减震的作用，避免通信节点受到震动影响，机架20与壳体10之间没有直接接触，从而形成了气体保温层12，气体保温层12可以给减震部件30提供震动时缓冲的空间，另外气体保温层12的形成可以有效隔绝外界的温度，让机架20内的通信节点保持在相对稳定的温度范围内，从而提高通信节点通信的可靠性和稳定性；控温部件40则用于主动调节容纳腔11内的温度，使容纳腔11处于0℃～+50℃范围内，从而避免高温天气或低温天气对通信节点的影响。
18.控温部件40为半导体制冷器件，半导体制冷器件设置壳体10内，半导体制冷器件的一面位于容纳腔11内，另一面位于外接环境，电源系统50与半导体制冷器件耦接，用于控制半导体制冷器件位于容纳腔11的一面制热或制冷。温度是野战条件下影响装备性能发挥的关键因素，因此温度控制是野战微环境控制系统的主要功能，温度控制分为两个方面，一是外接低温环境下的加热，二是外界高温环境下的冷却，本技术采用半导体制冷器件，半导体制冷器件也叫热电制冷片，在电偶的两端分别吸收热量和放出热量，通过电源系统50控制半导体制冷器件的正负极的电极即可实现半导体制冷器件位于容纳腔11的一面制冷或制热。在密闭的容纳腔11内采用风冷散热方式无法发挥作用，半导体制冷器件可以有效解决该问题，利用半导体制冷器件无机械转动部件、冷端热端分离等特点，完成密封环境下有效散热和制热。
19.如图2所示，壳体10内设置有与电源系统50耦接的温度检测部件60，温度检测部件60用于检测容纳腔11内的温度，电源系统50根据温度检测部件60检测的控温部件40运行。温度检测部件60为可以检测温度的温度传感器等相关器件，当温度检测部件60检测到容纳腔11内的温度低于低温预设值时，则控制控温部件40位于容纳腔11内的一面制热；当温度检测部件60检测到容纳腔11内的温度高于高温预设值时，则控制控温部件40位于容纳腔11内的一面制冷。通信节点的工作温度一般在0℃～
20.+50℃范围内，因此温度检测部件60的判断区间可以在0℃～+50℃范围内的任意
区间，即0＜低温预设值＜高温预设值＜50，低温预设值和高温预设值越接近则温度控制越灵敏，根据实际环境情况设置相应预设值，例如低温预设值为15，高温预设值为35。
21.壳体10的内表面设置有屏蔽层13。
22.屏蔽层13为金属网。优选的，金属网为双层金属网。壳体10采用工程塑料制成，以降低整体重量、提高抗摔和抗震能力。壳体10内表面敷设屏蔽层13用于实现电磁防护。电磁屏蔽的方法是用导电率和磁导率比较好的金属材料把电子设备包裹起来，并设有良好的接地线，对壳体10上的接缝、孔眼、开口等采取必要的措施以保证屏蔽的连续性，如为了防止电磁能量通过壳体10接缝进入壳体10，在壳体10的接缝出加导电橡胶。对电磁辐射较敏感的起价或有较强辐射的器件(如晶振)可采取在器件外加屏蔽壳的防护措施。
23.经相关理论推导和实践证明，对于平板式电磁屏蔽形式，其吸收损耗为：其中t为屏蔽层的厚度，δ为趋肤深度。可见增加屏蔽层的厚度、降低趋肤深度都可以增加吸收损耗，提高电磁屏蔽效果。但是趋肤深度与电磁干扰的频率有关，而电磁干扰频率是不受控制的随机因素，因此只能通过增加屏蔽层的厚度来提高屏蔽效果，实验证明采用纯铜屏蔽板在1mhz频率下要达到40db吸收损耗效果，需要铜板厚度约0.3mm，如此厚度的铜板必然会增加整机重量。目前轻量级的电磁屏蔽方案是采用金属丝网作为屏蔽材料，虽然其在相同厚度条件下屏蔽效果逊于平板材料，但是可以通过双层金属丝网形成屏蔽空腔，利用电磁信号在屏蔽空腔的空间反射损耗提高屏蔽效果。在干扰频率远低于截止频率条件下：(其中b为网眼宽度)，其屏蔽效能为如果再利用双层屏蔽层的空间反射损耗可达到较理想的屏蔽效果。
24.良好的接地既可以解决传导干扰，又可以解决辐射干扰，使屏蔽、滤波措施更好地发挥作用。地线设计时，对应信号地、噪声地、电源地和屏蔽地综合考虑，并分开敷设。静电防护通过给非导电结构加导电涂层，能够保持所有结构表明有适度的导电性，从而保证设备良好的电搭接，形成良好的静电泄放路径
25.壳体10的内表面设置有与电源系统50耦接的石墨烯加热薄膜14。石墨烯加热薄膜14用于主动加热
26.还包括有空气对流部件70，空气对流部件70设置在壳体10内表面上任意两个面所形成的夹角处，并沿着其中一个面的延伸方向控制气体循环流动。气体保温层12的截面呈环形，空气对流部件70用于控制气体保温层12的气体沿一个方向循环流动，从而带动控温部件40处的气体沿着机架20的四周循环流通，让机架20的制冷或制热更加均匀。空气对流部件70为风扇，风扇与电源系统50耦接，当电源系统50控制控温部件40工作时，则风扇同步启动。
27.如图3所示，壳体10的一侧开设有一条稳压通道80，稳压通道80沿竖直方向开设，稳压通道80的一端与容纳腔11连通，另一端与外界连通，稳压通道80内滑移设置有活塞81。因为容纳腔11为密闭空间，因此当气体保温层12的温度发生变化时，容纳腔11的压力会产生变化，压力值长期的变化会造成壳体10的连接处破裂，影响野战微环境控制系统的稳定性。优选的，稳压通道80较高的一端与外界连通，较低的一端与容纳腔11连通，稳压通道80内的活塞81可以通过上下移动来控制容纳腔11的体积，从而保证容纳腔11的压力不变。当
气体保温层12的温度升高导致气体膨胀时，则活塞81沿靠近与外界连通的一端移动增加气体保温层12的体积从而保证气体保温层12的压力不变，当气体保温层12的温度降低导致气体收缩时，则活塞81沿靠近与容纳腔11连通的一端移动减小气体保温层12的体积从而保证气体保温层12的压力不变。
28.如图4和图5所示，稳压通道80包括活动区82和连接区83，活动区82和连接区83均沿竖直方向开设，活动区82较低的一端与容纳腔11连通，较高的一端与连接区83较高的一端连通，连接区83较低的一端与外界连通，活塞81与活动区82滑移连接。连接区83的设置可以避免外部的尘土或雨水进入到活动区82内影响活塞81的移动。
29.活动区82内设置有电阻条84，电阻条84沿活动区82的延伸方向延伸，活塞81上设置有与电阻条84配合的电触点85，电阻条84和电触点85分别与电源系统50连接，从而形成电阻回路，电源系统50用于通过电阻回路的电阻大小控制控温部件40的温度变化。电源系统50预设有标准电阻，当气体保温层12的温度升高导致气体膨胀时，则活塞81上移导致电阻升高/降低，电源系统50控制控温部件40制冷直至电阻回路的电阻等于标准电阻；当气体保温层12的温度降低导致气体收缩时，则活塞81下移导致电阻降低/升高，电源系统50控制控温部件40制热直至电阻回路的电阻等于标准电阻。
30.野战微环境控制系统可以让军选民用装备具备野战条件下的气候、机械物理和电磁环境适应能力，达到高低温环境控制、防尘防潮防震和电磁防护的效果。壳体10前后开口，内嵌有标准19寸机架20，通过减震橡胶和减震弹簧与外壳连接，接缝处采用导电橡胶加强密封和电磁防护性能。半导体制冷器件嵌入设备壳体10，冷端热端均衡布置，实现壳体10密封条件下制冷和制热双重功能。控温部件40和电阻条84均用于自动检测内部温度变化，可以组合使用或单独使用，从而实现自适应功率控制，控温部件40同时可以对内部温度进行多点检测，适时启动空气对流部件70，提高内部温度控制进度和温度均匀性。电源系统50主要完成ac/dc变换、电源管理等功能，为半导体制冷器件、空气对流部件70和控温部件40提供稳定可靠的电源。
31.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种野战微环境控制系统，其特征在于，包括有壳体(10)，所述壳体(10)内开设有密闭的容纳腔(11)，所述容纳腔(11)内设置有机架(20),述机架(20)通过减震部件(30)与壳体(10)连接，所述机架(20)与壳体(10)之间形成有气体保温层(12)；所述壳体(10)上设置有控温部件(40)，所述控温部件(40)用于调节气体保温层(12)的温度；所述壳体(10)上还设置有与控温部件(40)耦接的电源系统(50)，所述电源系统(50)用于控制控温部件(40)。2.根据权利要求1所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述控温部件(40)为半导体制冷器件，所述半导体制冷器件设置壳体(10)内，所述半导体制冷器件的一面位于容纳腔(11)内，另一面位于外接环境，所述电源系统(50)与半导体制冷器件耦接，用于控制半导体制冷器件位于容纳腔(11)的一面制热或制冷。3.根据权利要求1所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述壳体(10)内设置有与电源系统(50)耦接的温度检测部件(60)，所述温度检测部件(60)用于检测容纳腔(11)内的温度，所述电源系统(50)根据温度检测部件(60)检测的控温部件(40)运行。4.根据权利要求1所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述壳体(10)的内表面设置有屏蔽层(13)。5.根据权利要求4所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述屏蔽层(13)为金属网。6.根据权利要求1所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述壳体(10)的内表面设置有与电源系统(50)耦接的石墨烯加热薄膜(14)。7.根据权利要求1所述的野战微环境控制系统，其特征在于，还包括有空气对流部件(70)，所述空气对流部件(70)设置在壳体(10)内表面上任意两个面所形成的夹角处，并沿着其中一个面的延伸方向控制气体循环流动。8.根据权利要求1-7任一项所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述壳体(10)的一侧开设有一条稳压通道(80)，所述稳压通道(80)沿竖直方向开设，稳压通道(80)的一端与容纳腔(11)连通，另一端与外界连通，所述稳压通道(80)内滑移设置有活塞(81)。9.根据权利要求8所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述稳压通道(80)包括活动区(82)和连接区(83)，所述活动区(82)和连接区(83)均沿竖直方向开设，所述活动区(82)较低的一端与容纳腔(11)连通，较高的一端与连接区(83)较高的一端连通，所述连接区(83)较低的一端与外界连通，所述活塞(81)与活动区(82)滑移连接。10.根据权利要求9所述的野战微环境控制系统，其特征在于，所述活动区(82)内设置有电阻条(84)，所述电阻条沿活动区(82)的延伸方向延伸，所述活塞(81)上设置有与电阻条(84)配合的电触点(85)，所述电阻条(84)和电触点(85)分别与电源系统(50)连接，从而形成电阻回路，所述电源系统(50)用于通过电阻回路的电阻大小控制控温部件(40)的温度变化。

技术总结

本发明请求保护一种野战微环境控制系统，其包括有壳体，壳体内开设有密闭的容纳腔，容纳腔内设置有机架,述机架通过减震部件与壳体连接，机架与壳体之间形成有气体保温层。壳体上设置有控温部件，控温部件用于调节气体保温层的温度。壳体上还设置有与控温部件耦接的电源系统，电源系统用于控制控温部件。综上所述，上述技术方案具有以下有益效果：本野战微环境控制系统给通信节点提供了独立的微环境，因为壳体内的容纳腔为密闭空间，因此设置在机架内的通信节点与外界隔离，避免了尘土和环境湿度的影响；另外机架通过减震部件设置在容纳腔内，在野外可以起到减震的作用，避免通信节点受到震动影响。受到震动影响。受到震动影响。