[發明專利]真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫裝置、系統及方法

有效

• 申請號: 201811613784.X
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109520640B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 薛蓮;南華;孟剛;李亞男;周巖;李建華;蔡雯琳;趙茜;劉佳琪;劉鑫;水涌濤;劉得成;趙民;劉暢;王亞運
• 申請（專利權）人: 北京航天長征飛行器研究所
• 主分類號: G01K13/08
• 分類號: G01K13/08;G01K7/13;G01K7/24;G01K1/02
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

1.一種真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統，其特征在于，所述系統包括：

設置于真空罐體內部運動目標上的多個溫度傳感器；

無線采集終端，設置于真空罐體內部運動模擬機構中，且所述無線采集終端與所述溫度傳感器連接，用于采集所述多個溫度傳感器的信號，通過模數轉換生成溫度數據，并通過無線方式發送；

第一天線，安裝于所述真空罐體內部運動模擬機構上，與所述無線采集終端連接，用于發送所述溫度數據；

第二天線，安裝于所述真空罐體的內壁上，且其線纜通過穿艙接插件與真空罐體的外部控制設備連接；

外部控制設備，用于接收并存儲各個溫度傳感器的溫度數據；

所述第一天線為兩個，分別設置于運動模擬機構兩側呈180°夾角，所述無線采集終端內設置有天線合成器；

所述運動模擬機構包括花盤；

所述真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統還包括：天線轉接工裝，所述天線轉接工裝包括呈90°夾角設置的花盤固定部和天線安裝部；所述花盤固定部上設有兩條平行的安裝槽，用于通過連接件固定在所述花盤邊緣下表面；所述天線安裝部向下延伸，且設有天線插座安裝孔用于安裝所述第一天線；

所述無線采集終端安裝于所述花盤內部中心位置，且所述花盤內部邊緣沿圓周方向均勻設置有配重塊；

所述花盤側面開多個腰型槽出線孔，用于將所述無線采集終端的電源線引出；

所述無線采集終端包括：內殼體、外殼體、封裝于內殼體內部的電路板及電池，以及設置在所述內殼體和外殼體之間的電加熱膜和保溫材料；所述無線采集終端還包括設置于所述內殼體表面的溫度傳感器，以及封裝于所述內殼體中的溫度檢測模塊和加熱控制模塊，所述溫度檢測模塊通過溫度傳感器采集的實時溫度與預設值進行比較，生成供電控制指令；所述加熱控制模塊接收所述溫度檢測模塊的供電控制指令，完成電源供電電壓控制，將電源供電電壓輸出給電加熱膜；

所述無線采集終端還包括：

電源管理模塊，所述電源管理模塊與外部電刷連接，接收直流適配器供電；所述電源管理模塊與運動模擬機構的控制裝置連接，用于接收運動模擬機構狀態信號，并在運動模擬機構處于運動狀態時，外部電刷停止供電，切換由可充電電池提供工作電壓；

可充電電池，與所述電源管理模塊連接，由所述電源管理模塊控制實現充電自動切換；

換流模塊，與所述電源管理模塊連接，用于根據所述電源管理模塊指令輸出工作電壓為無線采集終端中各電路供電。

2.根據權利要求1所述的真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統，其特征在于，所述無線采集終端包括：主控單元、存儲單元、AD轉換單元和無線數傳模塊，以及多組恒流電壓采集電路、冷端補償電路、增益放大電路、濾波電路和AD轉換器；熱電偶的溫度傳感器信號經過冷端補償電路進行冷端修正后發送給增益放大電路，熱電阻的溫度傳感器信號經恒流電壓模塊進行信號適配后發送給增益放大電路，所述增益放大電路將信號放大到AD轉換的合適輸入電壓，再經所述濾波電路后送至AD轉換器；所述AD轉換器將模擬信號轉換成數字信號后，在主控單元的控制下，將數據通過總線接口放到內部總線上；所述主控單元從總線上獲取AD轉換數據后，按通訊協議，將數據通過無線數傳模塊發出。

3.根據權利要求1所述的真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統，其特征在于，所述系統還包括：

天線固定支架，包括中空的第一延長桿和第二延長桿，且所述第一延長桿的外徑大于所述第二延長桿的外徑；所述第一延長桿的第一端與穿艙接插件的法蘭固定連接，第二端與所述第二延長桿連接，所述第二天線固定在第二延長桿上，且所述第二天線外部包覆有絕緣層；所述第二天線的電纜通過第一延長桿和第二延長桿內部中空的通道走線至真空罐體的外部。

4.根據權利要求1所述的真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統，其特征在于：

所述外部控制設備發送啟動記錄指令給所述無線采集終端；

所述無線采集終端接收啟動記錄指令后，以預定頻率將采集到的溫度數據通過無線傳輸給所述外部控制設備，并且從第一個數據開始添加相對時間碼；

所述外部控制設備接收到無線采集終端的溫度數據后，對于每一幀數據，根據相對時間碼計算絕對時間碼并添加至該幀數據中后進行存儲。

5.一種真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫方法，其特征在于，采用權利要求1所述的真空低溫環境下運動目標表面接觸測溫系統實現，所述方法包括：

通過設置于真空罐體內部運動目標上的多個溫度傳感器采集信號；

設置于真空罐體內部運動模擬機構中的無線采集終端將所述多個溫度傳感器的信號轉換成數字的溫度數據，并通過無線通訊模塊上傳；

由安裝于所述真空罐體內部運動模擬機構上并且與所述無線采集終端連接的第一天線發送溫度數據；

由安裝于所述真空罐體的內壁上的第二天線接收溫度數據，所述第二天線的線纜通過穿艙接插件與真空罐體的外部控制設備連接；

外部控制設備接收并存儲各個溫度傳感器的溫度數據。