[發(fā)明專利]一種平板式可重復(fù)活化的空間用分子吸附器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810598276.2
• 申請(qǐng)日: 2018-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN108607327A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鳳麗;孫麗葳;孫勝利
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號(hào): B01D53/04
• 分類號(hào): B01D53/04
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所 31311
• 代理人: 郭英

本發(fā)明公開了一種平板式可重復(fù)活化的空間用分子吸附器。它包括金屬絲網(wǎng)袋、支撐架、熱管、加熱電阻絲。吸附材料分子篩13X顆粒放置于金屬絲網(wǎng)袋內(nèi)，此金屬絲網(wǎng)袋安裝到鋁合金的支撐架上。此支撐架是吸附材料分子篩13X活化床同時(shí)也是分子篩溫度控制基板。在此支撐架上預(yù)埋加熱電阻絲，在支撐架反面引出導(dǎo)熱熱管。該結(jié)構(gòu)形式可有效承載吸附材料分子篩13X，且最大化與空間的接觸面積，同時(shí)熱管的設(shè)置可提供更低的環(huán)境溫度，拓寬材料吸附能力。此設(shè)計(jì)方法可有效控制在軌分子污染物對(duì)敏感表面的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平板式可重復(fù)活化的空間用分子吸附器，具體涉及材料、工藝和結(jié)構(gòu)形式，它主要應(yīng)用于地球同步軌道空間遙感器。從空間污染的路徑上減少氣態(tài)分子對(duì)光學(xué)鏡面及敏感表面的影響，凈化空間遙感器在軌工作環(huán)境，有助于延長(zhǎng)空間遙感器使用壽命。

背景技術(shù)

空間探測(cè)技術(shù)的不斷發(fā)展，空間探測(cè)器在軌工作壽命更長(zhǎng)，功能更廣、探測(cè)性能更高等因素使得空間探測(cè)器本身的敏感度也隨之增強(qiáng)。空間污染就是影響空間探測(cè)器的一個(gè)重要因素。空間污染中又以分子污染影響值大且不易控制。其影響主要體現(xiàn)在：分子污染物沉積于熱控表面，會(huì)影響其表面的發(fā)射率和吸收率，進(jìn)而影響空間探測(cè)器溫控系統(tǒng)的工作，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成空間探測(cè)器某些部件失效；對(duì)于光學(xué)表面，分子污染會(huì)使反射鏡反射率或者透鏡的透過率降低，信號(hào)強(qiáng)度減小，信噪比下降，降低光學(xué)系統(tǒng)的性能和效率；對(duì)于傳感器，污染層的吸收，導(dǎo)致傳感器接收光強(qiáng)下降，從而影響信號(hào)輸出；對(duì)于太陽(yáng)電池，分子污染會(huì)減少其透過率，同時(shí)分子污染沉積會(huì)增加太陽(yáng)電池板溫度，使得太陽(yáng)能電池輸出功率下降。

設(shè)計(jì)時(shí)選用低放氣率的材料，并輔以除氣處理工藝，是當(dāng)前地面污染控制的手段，然而，空間探測(cè)器在軌工作時(shí)由于超低真空度、周期頻繁的高低溫循環(huán)的工作環(huán)境，使得非金屬材料的小分子析出不可避免，對(duì)敏感面形成的分子污染必須加以控制，目前國(guó)外已有探索，國(guó)內(nèi)對(duì)污染的控制手段目前甚少。同時(shí)衛(wèi)星資源緊張，如何實(shí)現(xiàn)低能耗且有效地控制分子污染是當(dāng)前需要解決的一個(gè)關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種平板式可重復(fù)活化的空間用分子吸附器設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)形式操作簡(jiǎn)單，有效改善空間探測(cè)器中光學(xué)表面及其他敏感表面在軌空間工作環(huán)境。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種平板式可重復(fù)活化的空間用分子吸附器，包括內(nèi)部盛裝分子吸附材料分子篩13X的金屬絲網(wǎng)袋1、支撐架2、熱管3、加熱電阻絲4。裝盛吸附材料分子篩13X金屬絲網(wǎng)袋1安裝到支撐架2一側(cè)，支撐架2另一側(cè)安裝熱管3。支撐架2內(nèi)埋的加熱電阻絲4加熱到一定溫度(200℃-320℃)激發(fā)吸附材料分子篩13X的活性；活化后停止加熱；進(jìn)入預(yù)定空間軌道后熱管3開啟，提供低溫環(huán)境；吸附材料分子篩13X開始吸附空間中氣態(tài)分子。

金屬絲網(wǎng)袋1為80～200目金屬絲網(wǎng)制備而成。

支撐架2為鋁合金材料，具有良好的導(dǎo)熱性能，便于營(yíng)造高溫或低溫環(huán)境。

熱管3一端與支撐架(2)連接，另一端連接低溫源，提供持續(xù)的低溫吸附環(huán)境。

加熱電阻絲4溫度通過溫控系統(tǒng)控制。

本發(fā)明的有益效果是：凈化空間遙感器光學(xué)表面及其敏感表面在軌工作環(huán)境，減少游離分子在敏感表面的沉積。降低空間遙感器性能下降或失效的風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)空間遙感器在軌使用壽命。

附圖說明

圖1為分子吸附器結(jié)構(gòu)圖，圖中：1金屬絲網(wǎng)袋，2支撐架，3熱管，4.加熱電阻絲。

圖2為分子吸附器局部結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

80目制備的金屬絲網(wǎng)袋1安裝到支撐架2上，吸附材料分子篩13X裝盛進(jìn)金屬絲網(wǎng)袋1中，支撐架2內(nèi)埋的加熱電阻絲4加熱到220℃激發(fā)吸附材料分子篩13X的活性；活化2h后停止加熱；空間遙感器進(jìn)入空間預(yù)定軌道后熱管3開啟；吸附材料分子篩13X開始吸附空間中氣態(tài)分子。