[發明專利]一種壓力電磁閥在軌工作次數的確定方法有效

申請號：	201710072858.2	申請日：	2017-02-09
公開（公告）號：	CN106949301B	公開（公告）日：	2018-11-23
發明（設計）人：	劉國西;武蔥蘢;孫水生;高俊;于洋;宋飛;湯章陽;陳濤;李宗良;丁鳳林;周成;王戈	申請（專利權）人：	北京控制工程研究所
主分類號：	F16K37/00	分類號：	F16K37/00;G01L11/00
代理公司：	中國航天科技專利中心 11009	代理人：	楊春穎
地址：	100080 ***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種壓力電磁閥工作次數確定方法
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【說明書】：

一種壓力電磁閥在軌工作次數的確定方法，將高壓氣源(6)中的氣體壓力由壽命初期壓力至壽命末期壓力按照一定的梯度劃分為不同的壓力值，在劃分的壓力值下，壓力控制電磁閥(1)一個壓力周期的開啟次數，根據相鄰兩個壓力值之間消耗的氣體質量，計算壓力控制電磁閥(1)總計的工作周期，從而精確評估出壓力控制電磁閥(1)的開啟次數，明顯提高了對于壓力電磁閥工作次數的評估效率及準確率。通過壓力控制電磁閥的開關次準確確定，大幅提高了壓力控制電磁閥在軌使用的可靠度，避免了衛星在軌因壓力控制電磁閥的開關壽命不足導致衛星提前失效的風險。

技術領域

本發明涉及到一種壓力電磁閥工作次數的確定方法，適用于需要對使用以壓力電磁閥為核心的電子減壓系統中壓力電磁閥工作次數的評估，特別適用于航天電推進貯供系統中使用的壓力控制電磁閥在軌工作次數的評估。

背景技術

在我國目前衛星電推進系統中，一般使用以壓力控制電磁閥為核心的電子減壓系統來完成高壓氣體的減壓輸出工作，在整個衛星的工作壽命期間，壓力控制電磁閥需要開關工作幾十至上百萬次，因此，壓力控制電磁閥的開關壽命是否能夠滿足要求成為制約衛星壽命的一個關鍵因素。在目前的電推進貯供系統設計時，對于壓力控制電磁閥的開關次數的預估或者進行復雜的計算獲得(工作次數評估較精確，但是工作量很大)，或者通過簡單的近似計算獲得(工作次數評估誤差較大)，或者通過工程應用經驗獲得(沒有準確度)，尚沒有一種即省時又省力且預估較準確的方法。

發明內容

本發明解決的技術問題是：本發明敘述了一種簡單可靠的確定壓力控制電磁閥在軌工作次數的方法，通過數學仿真和計算相結合的方式，完成壓力電磁閥在軌工作次數的比較精確的確定，提高了壓力控制電磁閥在軌使用的可靠度，解決了由于壓力控制電磁閥開關壽命不足而導致衛星提前失效。

本發明的技術方案是：一種壓力電磁閥在軌工作次數的確定方法，步驟如下：

(1)將高壓氣源(6)中的氣體壓力由壽命初期壓力至壽命末期壓力按照一定的梯度劃分為不同的壓力值，從大到小分別為P1、P2…PN；壽命初期壓力為高壓氣源(6)中的氣體的初始壓力，壽命末期壓力為高壓氣源(6)不再排出氣體時的壓力；高壓氣源(6)充有氙氣；

(2)獲得步驟(1)劃分的P1和P2壓力值下，壓力控制電磁閥(1)一個壓力周期的開啟次數N_p1、N_p2；計算穩壓氣瓶中，每個壓力周期所消耗的氙氣的質量m為：

m＝V×(ρ₁-ρ₂)

式中：ρ₁為壓力控制點上限的氣體密度，即穩壓氣瓶(2)處于壓力上限值時的氣體密度；

ρ₂為壓力控制點下限的氣體密度，即穩壓氣瓶(2)處于壓力下限值時的氣體密度；

V為穩壓氣瓶的容積。

(3)計算高壓氣瓶(6)中氙氣由步驟(1)劃分的兩個相鄰壓力值P1和P2之間，壓力從P1下降到p2所需要的氙氣質量m₁為：

m₁＝V_氙×(ρ₃-ρ₄)

式中：ρ₃為由步驟(1)劃分的兩個相鄰壓力值的高壓力值P1的氣體密度；ρ₄為由步驟(1)劃分的兩個相鄰壓力值的低壓力值P2的氣體密度；V_氙為高壓氣瓶(6)的容積。