[發明專利]可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置及方法

無效

• 申請號: 200910093793.5
• 申請日: 2009-10-19
• 公開（公告）號: CN101694506A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 張洪偉;孟猛;張大宇;齊向昆;于慶奎;唐民
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G05D23/20;G05D23/24
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

技術領域

本發明涉及單粒子試驗技術領域，特別是涉及一種可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置及方法。

背景技術

航天器在軌運行過程中，時刻受到空間環境的影響，引發半導體器件發生總劑量效應、單粒子效應等輻射效應，半導體器件的抗輻射能力直接影響了航天器的性能和壽命，因此用于航天器的半導體器件必須進行單粒子效應評估試驗，簡稱單粒子試驗，用于評估被試器件的抗單粒子效應能力。單粒子試驗技術是采用地面整套裝置，包括輻射源、真空環境、試驗器件、加熱溫度控制裝置和效應檢測系統等，模擬空間環境中半導體器件受到空間各種粒子的攻擊現象，目的為通過模擬實驗了解器件受到空間粒子攻擊后的失效模式。單粒子試驗為模擬等效空間環境中不同的粒子，通常需要在不同的輻射源中進行試驗，以模擬空間中產生的不同能量的粒子，因此要求單粒子試驗裝置可以實現可移動和便攜式的特點。同時為模擬空間中器件的真實工作環境，單粒子試驗需要在真空環境中對器件加熱后進行評估試驗，由于真空環境中熱傳導方式的改變，如何在真空環境中對半導體器件進行加熱溫度控制也是一項非常困難和復雜的工作。

國內外單粒子試驗中通常采用兩種方法控制被試器件的加熱溫度：一種為利用單粒子試驗器件自身工作所產生的功耗進行自給加熱，通過改變器件工作負荷，控制其產生的功耗，利用所產生的功耗與對外圍環境的散熱差達到控制器件加熱的效果，這種方式的優點在于不需要其它裝置便可以加熱，缺點在于溫度不易控制，同時由于器件工作條件限制，容易對器件造成損傷，對單粒子試驗效果也產生影響；另一種方法是采用外部加熱溫度控制的辦法，利用和輻射源真空罐體直接相連的銅制的腔體將被試器件包裹后，利用電阻絲進行加熱控制，這種方法的優點是溫度容易控制，升溫速率快，國內外均有采用這種方法的試驗機構，如我國的西北核技術研究所便是利用锎源罐體內直接裝配銅腔體電阻絲加熱的方法進行溫度控制，這種方法缺點是裝置安裝復雜，占據面積大，需要與輻射源捆綁安裝，不能移動，不適用于評估半導體器件的單粒子試驗。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置，該裝置為獨立設計的裝置，不依賴于單粒子試驗源的種類，可以用于各種單粒子試驗器件的加熱溫度控制，為可移動式加熱溫控裝置，體積小巧，攜帶方便，并且加熱速度快，溫控精確，可進行遠程控制。

本發明的另一個目的在于提供一種可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置的溫度控制方法。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置，其特征在于：包括溫度控制器、溫度監視器、加熱器、傳感器、散熱器、夾具、加熱指示燈、停止加熱指示燈和遠程控制終端，其中：

溫度控制器：根據遠程控制終端的控制指令，接收溫度監視器傳輸的溫度信息，并控制加熱器對單粒子試驗器件加熱升溫或使單粒子試驗器件的溫度保持在目標加熱溫度，同時將加熱信號和停止加熱信號分別傳輸給加熱指示器與停止加熱指示器；

溫度監視器：根據遠程控制終端的控制指令，對單粒子試驗器件待測位置的溫度進行監測，將監測到的待測位置溫度信息傳輸給溫度控制器和遠程控制終端，同時顯示溫度信息；

加熱器：與溫度控制器連接，根據溫度控制器的指令對單粒子試驗器件進行加熱升溫；

傳感器：與溫度監視器連接，將單粒子試驗器件的溫度信號轉換為電信號，并傳輸給溫度監視器；

散熱器：降低單粒子試驗器件的溫度；

夾具：為凹字形，凹字形夾具底部的下表面與單粒子試驗器件的加熱面緊貼，凹字形夾具底部的實心部分設有圓孔，用于放置傳感器，加熱器則嵌入凹字形夾具的中空部分，與凹字形夾具底部的上表面緊貼并固定，凹字形夾具上部與散熱器固定連接；

加熱指示燈：指示單粒子試驗器件處于加熱狀態；

停止加熱指示燈：指示單粒子試驗器件處于停止加熱狀態；

遠程控制終端：將控制指令傳輸給溫度控制器與溫度監視器，并接收溫度監視器傳輸的溫度信息。

在上述可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置中，加熱器為PTC陶瓷加熱器，傳感器為鉑電阻傳感器。

在上述可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置中，傳感器通過傳感器連接線與溫度監視器連接，傳感器連接線的長度為2m～5m。

在上述可移動式的單粒子試驗器件加熱溫度控制裝置中，待測位置為多個時，夾具底部的實心部分沿水平方向設有多個圓孔，用于放置多個傳感器。