[實用新型]一種用于航天器真空熱試驗的紅外加熱籠

無效

• 申請號: 200820178014.2
• 申請日: 2008-11-17
• 公開（公告）號: CN201293721Y
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 魏仁海;陳金明;鞏俊民;孟凡雷;楊萬青;李智生;王克文
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種航天器真空熱試驗裝置，尤其涉及一種用于航天器真空熱試驗的紅外加熱籠。

背景技術

航天器進入軌道后經受的最主要空間環境是：真空、冷黑與太陽輻照。衛星受太陽輻射時，溫度急劇上升，當處于地球陰影區時，溫度又降的很低，由于星上儀器大多由半導體器件組成，通常經受不了這么嚴酷的溫度環境。為此，衛星本體要采取溫度控制措施，以保證儀器的溫度變化在器件所允許的范圍之內。

在太空中，以輻射熱為主的環境下工作的儀器，會出現什么故障，在地面大氣環境下是無法預測的。因此，一般都要在模擬輻射換熱的高真空條件下，對衛星組件進行考驗，這就是熱真空試驗。各國研制航天器的大量實踐表明，熱真空試驗對于暴露元器件的早期失效和工藝缺陷非常有效，因此各國航天器試驗規范均把熱真空試驗列為必做項目。外熱流模擬是熱真空試驗的關鍵技術，外熱流模擬準確與否，將直接決定熱真空試驗的成敗，而其中紅外加熱籠加熱是外熱流模擬的主要方式。

紅外加熱籠通過紅外輻射換熱方式進行外熱流模擬，主要用于航天器熱真空環境外熱流模擬，是衛星、飛船及部組件等熱真空試驗不可缺少的重要設備。紅外加熱籠的形狀與衛星或試驗件相同，衛星或試驗件上的熱分區與紅外加熱籠上的熱分區相互對應，除特殊需求外，均應保持相同的間距。真空低溫環境下對紅外加熱籠的要求很高，在高、低溫條件下，要求加熱帶不松聳、斷裂；因此紅外加熱籠框架應具有熱容量、放氣量、遮擋面積小等特點，其結構有一定的特殊性。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種適用于航天器產品真空熱試驗的紅外加熱籠，在真空度大于1×10^-3Pa環境下，可以提供不低于373K的加熱溫度。

本實用新型的可由以下技術方案完成：

一種用于航天器真空熱試驗的紅外加熱籠，其上、下部分別為一個不銹鋼框架，在不銹鋼框架之間布置有多條垂直的鎳鉻加熱帶，鎳鉻加熱帶組成柵格，其內表面噴涂有發射率為0.88、吸收率為0.95的黑漆，鎳鉻加熱帶的下端與下部不銹鋼框架固定，上端通過不銹鋼張緊彈簧與上部不銹鋼框架懸掛連接，鎳鉻加熱帶與不銹鋼框架之間用聚四氟乙烯帶進行電絕緣。

其中，同一加熱區的相鄰的鎳鉻加熱帶用相同材料的鎳鉻連接帶串聯起來，鎳鉻連接帶與鎳鉻加熱帶之間用點焊連接，在鎳鉻連接帶上焊接引線。

其中，鎳鉻加熱帶附近的引線要采用絕緣包覆的導線。

其中，鎳鉻加熱帶與被加熱表面之間的距離在100～200mm之間。

其中，鎳鉻加熱帶之間的間隙面積為鎳鉻加熱帶外表面積的1～4倍。

其中，鎳鉻加熱帶是厚度為0.1mm的Cr20Ni80的鎳鉻加熱帶。

本實用新型的有益效果在于：

a.鎳鉻材質的加熱帶具有較高的電阻率，可以在短時間內產生很高的熱量，且在高溫下有較高的強度，不會在試驗過程中出現斷條現象。鎳鉻材質具有良好的加工性能，使加熱帶成形更加容易，而且其良好的焊接性能可以使加熱帶與橫向的連接帶之間的點焊更加容易、可靠。

b.框架材料選用放氣量較好、具有良好高低溫性能、焊接性以及較高強度的不銹鋼，使其在骨架焊接以及試驗過程中能夠保持其良好的性能且變形量很小，而且不生銹，不會對試驗過程中產品造成污染。

c.聚四氟乙烯有優異的耐高低溫性能和化學穩定性以及很好的電絕緣和熱絕緣性能，在高低溫交變的真空環境中既可以起到很好的絕緣效果，又避免將鎳鉻加熱帶的熱量傳遞到不銹鋼骨架上從而導致熱量流失。

附圖說明

圖1為加熱籠結構示意圖示意圖。

其中，1為不銹鋼框架，2為聚四氟乙烯帶，3為不銹鋼張緊彈簧，4為鎳鉻加熱帶，5為鎳鉻連接帶，6為引線。

具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型作詳細說明。

如圖1所示，紅外加熱籠的上、下部分別為一個不銹鋼框架1，在不銹鋼框架之間布置有多條垂直的鎳鉻加熱帶4，被加熱試驗件置于鎳鉻加熱帶4組成的柵格之間。鎳鉻加熱帶4的內表面(朝向試驗件的一面)模擬太空的“黑”環境。為了使熱流模擬更加均勻，紅外加熱籠的形狀盡量與被加熱試件表面的形狀相同，鎳鉻加熱帶4與被加熱表面之間的距離近了，熱流分布的不均勻性增加，距離遠了，加熱籠上各區對被加熱表面某個區的輻射熱耦合增加，致使調節和控制熱流的困難增加，因此，該距離一般在100～200mm之間選取。鎳鉻加熱帶4的疏密程度取決于相應被加熱表面所需達到(或吸收)熱流的大小，應盡量使所需的高、低熱流值都能實現。加熱帶之間的間隙面積一般為鎳鉻加熱帶4外表面積的1～4倍，其形狀按同一區單位面積上發出的電功率相等的原則來確定。