[發明專利]載人航天器內部流場參數測量的一維移動測量系統

有效

• 申請號: 201910256380.8
• 申請日: 2019-04-01
• 公開（公告）號: CN109931984B
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 蘇新明;李振偉;安萬慶;王晶;劉國青;王梓名;秦家勇;李西園;簡亞彬
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種載人航天器內部流場參數測量的一維移動測量系統，主要包括安裝塊、一維移動機構、測量支架、傳感器座、傳感器、線纜導向繩，驅動控制器、參數采集器和控制部件，載人航天器外部設置驅動控制器、參數采集器和控制部件，安裝一端固定在載人航天器的頂部壁板上，另一端卡設在一維移動機構的導軌上部，通過控制部件控制行程開關的開關以驅動一維移動機構的伺服電機轉動，從而帶動傳動單元在導軌上直線運動并由位移傳感器對位移量進行測量。本發明在一次測量中實現一個測量截面的多位置、多參數的同時測量，大大提高了測量效率。

技術領域

本發明屬于載人航天器性能測試技術領域，具體而言，本發明涉及用于參數測量的一維移動測量系統，旨在幫助試驗人員完成對載人航天器內部流場參數的測量工作。

背景技術

國內目前發展的一維移動系統多用于工業操作，在載人航天器內部流場參數測量中還未見應用。

載人航天器內部流場參數包括風速、氣體濃度、空氣齡等，對于判斷載人航天器人員活動區的流場環境能否滿足航天員的要求有非常重要的意義，為此需要開展相關參數測量，并設計相應的測量設備，因此提出了一種用于載人航天器內部流場參數測量的一維移動測量系統。

國外已形成了類似系統，如國際空間站哥倫布艙曾利用三維移動系統對艙內的風速及二氧化碳濃度進行測量，但該系統仍存在著缺點：即測量點少，需要多次移動才能完成多截面多測量點的測量，試驗耗時較長。

以往的測量手段主要包括手持式測量和單測點移動式測量。手持式測量主要以人員手持測量傳感器進行，該方法不僅操作繁瑣，而且由于人員的運動導致對流場的破壞，從而影響試驗測量結果，同時一次試驗只能手持一種傳感器，無法進行多參數測量，試驗效果較差。單測點移動式測量，一種簡單的可移動參數測量裝置，裝置中只能安裝一只參數傳感器，通過裝置的移動將傳感器送至不同的位置，因此要完成測試需要流場保持同一種狀態的情況下耗費較長時間對不同位置進行測量，此外由于移動機構運動形成的擾動，在開展下一位置的參數測量時，需要等待一定時間，以確定流場穩定到先前的狀態。

發明內容

本發明的目的在于提供一種實現載人航天器內部流場參數測量的一維移動測量系統，旨在解決載人航天器內部多截面多點的流場參數測量問題，為提高流場參數測量效率及有效性，確保航天員在載人航天器內正常工作。

本發明采用了如下的技術方案：

載人航天器內部流場參數測量的一維移動測量系統，主要包括安裝塊、一維移動機構、測量支架、傳感器座、傳感器、線纜導向繩，驅動控制器、參數采集器和控制部件，其中，載人航天器外部設置驅動控制器、參數采集器和控制部件，其中，六個以上的安裝塊均布在一維移動機構兩側且其一端固定在載人航天器人員活動區內的載人航天器的頂部壁板上，另一端卡設在一維移動機構的導軌上部，其中，一維移動機構由導軌、伺服電機、傳動單元、位移傳感器、行程開關組成，通過控制部件控制行程開關的開關以驅動一維移動機構的伺服電機轉動，從而帶動傳動單元在導軌上直線運動并由位移傳感器對位移量進行測量；

其中，測量支架包含了頂部的連接法蘭，1個豎梁、3個橫梁及9個傳感器座，豎梁的頂部與連接法蘭焊接固定，橫梁與豎梁之間采用螺栓固定，橫梁與豎梁呈“豐”字形布置。

其中，豎梁為鋁型材方管，豎梁上根據需要設置有通孔供橫梁穿過，二者成“豐”字形布置。

其中，傳感器座由兩塊金屬塊組成，兩塊金屬塊各有設置一半圓孔，二者對向組合后組成圓孔，傳感器安裝座通過圓孔卡緊在測量支架的圓桿上，通過通過緊固螺栓調節預緊力。

其中，傳感器座的兩塊中較大的金屬塊上有兩處通孔，用于安裝不同類型的流場參數測量傳感器。

其中，傳感器為流場參數測量傳感器，包括風速傳感器和氣體濃度傳感器探頭。