[發明專利]真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析系統及分析方法

有效

• 申請號: 201910193864.2
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109799227B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 武越;李培印;黃威;劉國青;洪辰偉;解崢;魏茜;張景川
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01N21/73
• 分類號: G01N21/73
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析系統，包括空間環境模擬器、取樣分析系統和氣體取樣管路，所述空間環境模擬器內設置有密封艙，所述取樣分析系統包括取樣倉、氣體分析裝置、氣壓檢測裝置、泵組和閥門組，所述密封艙通過氣體取樣管路與取樣倉連通連接。本發明結構簡單，穩定性能高，能夠監測密封艙中的氣體成分，監測誤差小、精度高，能夠規避密封艙后期存在的風險，且監測過程操作流程簡單，在密封艙壓力低于50Pa時，無需依靠抽真空壓差取樣，降低了能源損壞，能夠依靠熱運動擴散至取樣倉并通過光譜質譜計直接分析密封艙內氣體成分。

技術領域

本發明屬于真空熱試驗氣體分析技術領域，具體為一種真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析系統，同時也公開了一種真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析方法。

背景技術

在化工、真空鍍膜、有毒有害氣體檢定、醫療衛生等領域均需要對氣體成分進行檢測分析，用以指導生產，規避風險，保護人體健康。

載人航天器密封艙需要實時監測氣體成分和含量，氣體的成分和含量對宇航員的生命安全至關重要。在航天器真空熱試驗領域，特別是密封艙泄復壓試驗中，需要實時監測艙內氣體成分與含量大小，保持較低的水蒸氣含量，維持艙內合理的氣體組分。目前，一般采用質譜計對氣體成分進行分析，質譜計的工作壓力較低，因此需要設計氣體取樣系統保證質譜計正常工作。

在航天器真空熱試驗氣體取樣與分析方面，相關文獻和專利只涉及到了傳統的氣相色譜氣體分析儀、紅外光譜分析儀、激光氣體分析、四極質譜等氣體成分分析手段，通過這些手段測得的氣體成份精度不高,而且現有的取樣系統結構比較復雜，操作起來流程較多

發明內容

本發明的目的在于：為了解決現實存在的技術問題，提供一種真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析系統及方法。

本發明采用的技術方案如下：真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析系統，包括空間環境模擬器、取樣分析系統和氣體取樣管路，所述空間環境模擬器內設置有密封艙，所述取樣分析系統包括取樣倉、氣體分析裝置、氣壓檢測裝置、泵組和閥門組，所述密封艙通過氣體取樣管路與取樣倉連通，所述氣體分析裝置和氣壓檢測裝置均固定設置在取樣倉上，所述泵組通過閥門組與取樣倉連通。

其中，所述氣體取樣管路包括螺旋漸擴進氣管、溫控管、第一電磁閥和蝶閥，所述螺旋漸擴進氣管一端連通連接于取樣倉，螺旋漸擴進氣管另一端通過蝶閥與溫控管一端連通連接，所述溫控管另一端通過第一電磁閥與密封艙連通連接。

其中，所述泵組包括分子泵和渦旋泵，所述閥門組包括第二電磁閥和第三電磁閥，所述第二電磁閥一端與取樣倉連通連接，第二電磁閥另一端分別與分子泵及第三電磁閥一端連通連接，所述渦旋泵一端分別與分子泵及第三電磁閥另一端連通連接。

其中，所述螺旋漸擴進氣管一端進口的口徑尺寸小于另一端出口的口徑尺寸，其進氣口呈螺旋漸擴結構。

其中，所述溫控管內設置有電阻絲加熱帶，且溫控管表面安裝有與電阻絲加熱帶連接的溫控開關。

其中，所述氣體分析裝置為光譜質譜計，光譜質譜計的檢測端位于取樣倉內。

其中，所述氣壓檢測裝置為真空規管，真空規管的感應端密封插設于取樣倉中。

真空熱試驗用航天器密封艙氣體取樣分析方法，包括以下步驟：

S1、將環境模擬器抽真空；

S2、打開第一電磁閥，同時啟動電阻絲加熱帶，通過溫控開關控制電阻絲加熱帶溫度，使溫控管保持在室溫20度；

S3、打開第三電磁閥和第二電磁閥；

S4、使用渦旋泵與分子泵將氣體取樣倉壓力抽至低于1E-3Pa；

S5、關閉分子泵，渦旋泵保持啟動狀態；