[發明專利]一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法

在審

• 申請號: 201910074537.5
• 申請日: 2019-01-25
• 公開（公告）號: CN109597144A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張龍;張也弛;劉欣;李昂;洪斌;盧方軍;徐玉朋;趙二鑫;張雪
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01V13/00
• 分類號: G01V13/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 武瑩

1.一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)利用X射線光管二次打靶，在真空試驗罐中產生X射線；

(2)確定X射線光管二次打靶引起本底；

(3)控制試驗過程中污染物；

(4)對載荷進行性能測試及處理。

2.根據權利要求1所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的熱真空試驗所需的裝備包括：空間模擬室、金屬靶板、地面測試用X射線接收裝置、含X射線有效載荷的被測試衛星、X射線光管、控制及數據處理系統。

3.根據權利要求1所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的利用X射線光管二次打靶，在真空試驗罐中產生X射線的方法為：

(1)確定金屬靶材及其在空間模擬室的位置；

(2)確定X射線光管的位置；

(3)調節測試系統保證可用性。

4.根據權利要求3所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的確定金屬靶材的方法為：

根據X射線載荷所需的能量選擇需要的金屬靶材，其中，HXMT衛星中能探測器的探測范圍為5-30keV，選擇鉬金屬，K_α線為17.48keV，在下沿能段選擇銅金屬，K_α線為8.04keV；低能探測器的探測范圍1-10keV，選擇鋁或銅，鋁的K_α線為1.49keV。

5.根據權利要求3所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的確定金屬靶材在空間模擬室的位置的方法為：

根據整星熱試驗確定的衛星在空間模擬室的位置，得到衛星X射線探測器載荷的位置，將金屬靶初步安裝在衛星X射線探測器載荷的上方，在衛星X射線探測器位置安裝地面測試用X射線接收裝置，利用X射線光管對準空間模擬室中的金屬靶材，并激發單能X射線，通過地面測試用X射線接收裝置確定得到激發出的單能X射線覆蓋范圍，調節金屬靶材的安裝位置，最終確定衛星熱真空試驗時金屬靶材的放置位置。

6.根據權利要求1或2所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的確定X射線光管的位置的方法為：

使得X射線光管發出的X射線覆蓋金屬靶，且從衛星載荷探測器下面穿過衛星。

7.根據權利要求1或2所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的調節測試系統保證可用性的方法為：

調節X射線光管的電壓及電流，通過地面測試用X射線譜儀測量不同電壓、不同電流下鉬靶和銅靶產生X射線在探測器位置的計數率，選擇計數率穩定的X射線光管電壓和電流狀態，用于后期測試。

8.根據權利要求1或2所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的確定X射線光管二次打靶引起本底的方法為：

在沒有金屬靶材的條件下，將計數率穩定的X射線光管電壓和電流狀態對應的X射線光管開機，通過地面測試用X射線譜儀，測量在探測器位置的X射線光子計數率，獲得空間模擬室的背景本底能譜。

9.根據權利要求1或2所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的控制試驗過程中污染物的方法為：

(1)在空間模擬室常溫且真空度達到5×10^-2Pa后，整星斷電，衛星紅外籠開啟小功率加熱，監視并控制衛星結構溫度不大于30℃，在此狀態下保持空間模擬室真空度優于5×10^-2Pa，且保持24h；

(2)關閉紅外籠加熱，令整星加電，探測器防污染功能開啟，整星降溫并繼續抽真空，整星達到低溫工況后，繼續保持探測器防污染功能開啟24h，然后望遠鏡開機工作。

10.根據權利要求1或2所述的一種適用于空間X射線載荷整星的熱真空試驗方法，其特征在于：所述的對載荷進行性能測試及處理的方法為：

(1)進行探測器性能測試和數據處理，包括：

(11)根據計數率穩定的X射線光管電壓和電流狀態控制X射線光管工作，記錄并分析單能X射線在空間X射線載荷上產生的響應譜，得到道址i及在此道址上的光子計數C_i，進而得到單能X射線響應譜的峰位道址k、不同道址i對應的的X射線光子計數C_i；

(12)根據峰位道址k、金屬靶激發的X射線譜線、衛星X射線載荷上標定源發出的能譜得到道址與能量的關系，進而得到空間X射線望遠鏡對單能X射線的響應能譜；

(13)根據空間X射線望遠鏡對單能X射線的響應能譜得到全能峰半高寬FWHM、空間X射線載荷能量分辨率R；

(2)進行充氮氣回溫過程防污染，包括：在熱沉回溫到0℃、充入高純氮氣前，將探測器溫度保持在露點上，且充入高純氮氣至2000Pa以上，當熱沉溫度高于露點溫度后且充入空氣前，將低能探測器上機箱熱管測溫點和中能探測器機箱探測器陣列測溫點遙測值保持在+25℃，在容器復壓過程中，控制罐內復壓至常壓的過程不小于12小時。