[發明專利]高精度動態可控的溫度模擬裝置

有效

• 申請號: 202010022586.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111232254B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 韓瀟;周盈;劉高同;邵靜怡;張磊;孫宇;肖慶生
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B64G7/00
• 分類號: B64G7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了一種高精度動態可控的溫度模擬裝置，溫度模擬裝置用于控制航天器載荷的溫度，所述溫度模擬裝置包括真空冷黑環境模擬設備、低溫平臺、輻射邊界控溫結構和傳導邊界控溫結構，所述傳導邊界控溫結構設于所述低溫平臺上，航天器載荷設于所述傳導邊界控溫結構上，所述輻射邊界控溫結構罩于所述航天器載荷外，輻射邊界控溫結構與傳導邊界控溫結構協同對航天器載荷進行溫控，控溫方式多樣，溫度調控范圍較大，溫控精度較高。輻射邊界控溫結構與所述傳導邊界控溫結構互不接觸，互不影響，控制邏輯更為便捷。

技術領域

本發明一般涉及航天器載荷地面測試技術領域，具體涉及一種高精度動態可控的溫度模擬裝置。

背景技術

對于常規航天器載荷的溫度敏感元件，為保證其正常使用，對其熱控系統的需求一般為溫度波動不高于±0.5℃。

隨著深空探測任務的不斷深入，作為載荷開展探測任務的科學儀器越來越精密，新型空間望遠鏡、空間引力波探測器的核心部件光學測量元件對于溫度環境提出了超高精度要求。

為了驗證溫度環境變化對載荷內部敏感元件性能的影響，需要在模擬真空低溫背景環境下提供一個可控的溫度變化測試系統，從而得到溫度波動與載荷超敏感元件性能之間的關系，進而對航天器熱控系統提出明確的熱控需求，實施合理的熱控方案。在空間環境模擬試驗中，現有的溫度模擬裝置相對粗糙，通常為控溫方式單一，溫度調控范圍較小，溫控精度較差。

發明內容

鑒于現有技術中的上述缺陷或不足，期望提供一種高精度動態可控的溫度模擬裝置。

為了克服現有技術的不足，本發明所提供的技術方案是：

本發明提供一種高精度動態可控的溫度模擬裝置，其特殊之處在于，溫度模擬裝置用于控制航天器載荷的溫度，所述溫度模擬裝置包括真空冷黑環境模擬設備、低溫平臺、輻射邊界控溫結構和傳導邊界控溫結構；所述傳導邊界控溫結構設于所述低溫平臺上，所述航天器載荷設于所述傳導邊界控溫結構上，所述輻射邊界控溫結構罩于所述航天器載荷外，所述輻射邊界控溫結構與所述傳導邊界控溫結構互不接觸；

所述傳導邊界控溫結構包括由下至上依次設置的耐低溫阻熱結構、高精度調溫結構和高效均溫結構，所述耐低溫阻熱結構為能夠在低溫及局部高溫條件下長期穩定工作的金屬結構，所述高精度調溫結構為具有較高控制精度的電加熱片，所述高效均溫結構為導熱性能良好的平板。

進一步地，所述輻射邊界控溫結構包括正六面體外殼，所述正六面體外殼的底部設有方形開口，所述航天器載荷穿過所述方形開口伸入所述輻射邊界控溫結構內。

進一步地，所述正六面體外殼底部設有絕熱支腿，所述絕熱支腿支撐于所述低溫平臺上，使得所述正六面體外殼底部與所述低溫平臺之間形成高度差，所述高度差的大小等于所述傳導邊界控溫結構的厚度。

進一步地，所述高效均溫結構與所述輻射邊界控溫結構底部的方形開口處于同一水平高度上，所述方形開口的尺寸大于所述高效均溫結構的截面尺寸。

進一步地，所述正六面體外殼內壁面和外壁面均噴涂吸收率高于0.9的特制黑漆，并且所述正六面體外殼的外壁面貼有電加熱片。

進一步地，所述低溫平臺為內部通有低溫工質的金屬平板，所述低溫工質為不同溫度的液氮、液氦、導熱硅油或制冷劑。

進一步地，所述輻射邊界控溫結構和所述傳導邊界控溫結構均采用閉環控制電路實現溫度的自動控制；所述閉環控制電路包括溫度傳感器接口單元、測量單元、控制單元、供電單元和電加熱片接口單元，所述溫度傳感器接口單元將設于所述輻射邊界控溫結構或所述傳導邊界控溫結構上的所述溫度傳感器接入，由所述測量單元獲取溫度數據并傳輸給所述控制單元，所述控制單元將所述溫度數據與目標溫度進行對比運算，獲得執行結果傳輸給所述供電單元，所述供電單元通過所述電加熱片接口單元將設定的供電功率輸送給設于所述輻射邊界控溫結構或所述傳導邊界控溫結構上的電加熱片。