[發明專利]內置式多孔加熱器快速壽命實驗的設備與方法

無效

• 申請號: 201110364522.6
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103116086A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 段德莉;趙宇航;易凡;王鵬;侯思焓;李曙
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R27/14
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種內置式多孔加熱器快速壽命實驗的設備，其特征在于：該設備由以下三部分組成：

(1)真空系統：包括真空室、分子泵、機械泵、波紋管和真空計，所述真空室包括不銹鋼圓筒、法蘭盤和氣密封電連接器，不銹鋼圓筒一端封口，另一端安裝法蘭盤，不銹鋼圓筒和法蘭盤之間通過密封圈密封；法蘭盤連接氣密封電連接器，不銹鋼圓筒上部連接真空計，不銹鋼圓筒下部連接分子泵，分子泵通過波紋管與機械泵連接；

(2)樣品安裝架：包括真空隔熱套筒、不銹鋼支架、不銹鋼托架和底盤，不銹鋼支架和不銹鋼托架固定于底盤上，真空隔熱套筒由不銹鋼支架支撐；帶有熱電偶的實驗樣品裝入真空隔熱套筒后，將真空隔熱套筒固定在不銹鋼支架上，試驗樣品的固封段放置在不銹鋼托架上，然后將樣品安裝架裝入真空室中，試驗樣品的引出線及熱電偶線通過氣密封電連接器相連接入測量控制系統中；

(3)測量控制系統：由四路獨立的控制回路組成，每一路控制回路包括溫度控制器、固態繼電器、直流電源、循環計時器、計數器、電流檢測器、電壓表、電流表、無紙記錄儀，負載為帶有熱電偶的內置式多孔加熱器，即實驗樣品，實驗樣品置于真空室內；熱電偶線通過氣密封電連接器接入溫度控制器，直流電源正極與固態繼電器正向輸入端連結，固態繼電器反向輸出端與電流檢測器連接，溫度控制器正極和固態繼電器正向輸入端通過循環計時器中的控制觸點J1-1連接，溫度控制器負極與固態繼電器反向輸入端連接，循環計時器和計數器通過循環計時器中的控制觸點J1-2與電流檢測器中的控制觸點J2串聯連接，電流檢測器、電流表、電壓表與負載連接，溫度控制器、電流表、電壓表的輸出端與無紙記錄儀輸入端連接。

2.根據權利要求1所述內置式多孔加熱器快速壽命實驗的設備，其特征在于：所述真空隔熱套筒由內層不銹鋼圓筒、外層不銹鋼圓筒和多層隔熱材料組成，內層不銹鋼圓筒直徑大于試驗樣品，多層隔熱材料在內層不銹鋼圓筒和外層不銹鋼圓筒之間，多層隔熱材料由一層高溫氧布和一層鎳箔交替排列構成，共18層。

3.根據權利要求1所述內置式多孔加熱器快速壽命實驗的設備，其特征在于：所述直流電源的電壓在0～65V間調節。

4.根據權利要求1所述的內置式多孔加熱器快速壽命的實驗設備，其特征在于：所述內置式多孔加熱器快速壽命的實驗設備應用于航天飛行器姿軌控推力器熱控裝置所用的內置式多孔加熱器測試中。

5.一種利用權利要求1所述設備進行內置式多孔加熱器快速壽命實驗的方法，其特征在于：在真空條件下，將試驗樣品通電，調整通電電壓使試驗樣品在2分鐘內中心溫度達到700℃，隨后對樣品進行通電2分鐘、斷電2分鐘為一個周次的考核測驗，在2萬周次的實驗中考查試驗樣品電阻和中心溫度的變化，以確定樣品的使用壽命；

所述中心溫度是指試驗樣品發熱體的溫度。

6.根據權利要求5所述內置式多孔加熱器快速壽命實驗的方法，其特征在于：實驗條件：真空條件指環境壓力10^-2～10^-3Pa，試驗樣品通電后中心溫度不低于700℃；

實驗模式：通電2分鐘、斷電2分鐘為一個周次，共進行2萬個周次；

測試項目：實驗過程中測量實驗樣品通電狀態的電壓、電流及實驗樣品不同位置的溫度；

性能考核指標：試驗樣品通電后中心溫度達到700℃時，加熱功率不高于20W；試驗樣品經2萬個周次實驗后電阻變化不超過15％。