[發明專利]宇航光纖穿艙組件的溫度梯度模擬試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 202011124228.3
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112284783B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 周月閣;胡芳;劉守文;葉田園;李斌;路彤;賈瑞金;龐博;馬楷鑌;臧建伯
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 郭棟梁

1.一種宇航光纖穿艙組件溫度梯度模擬試驗裝置，包括熱真空試驗系統的熱真空容器、具有制冷裝置和熱沉的真空低溫模塊，其特征在于，所述溫度梯度模擬試驗裝置還包括：加熱溫控模塊、具有穿艙組件安裝接口的模擬艙板和組件性能測試模塊；其中，

所述模擬艙板安裝于所述熱真空試驗系統的熱真空容器內，將熱真空容器分為航天器艙內模擬空間和航天器艙外模擬空間；所述穿艙組件安裝接口用于固定安裝宇航光纖穿艙組件；所述模擬艙板采用鋁合金材料;

所述加熱溫控模塊設置于所述艙內模擬空間內，用于模擬太陽照射時的紅外輻射對連接組件進行加熱；

所述真空低溫模塊的制冷裝置設置于整個熱真空容器內，用于模擬太空中真空冷背景；所述真空低溫模塊的熱沉與所述制冷裝置相連，且設置于所述艙外模擬空間內，用于模擬宇航光纖穿艙組件在軌時從艙內延伸至艙外時所處的真空冷環境；且，

調節真空低溫模塊和加熱溫控模塊，使穿艙組件朝向艙外模擬空間的一端具有預設溫寬范圍的溫度梯度；具體過程如下：首先對熱真空容器內部通過真空低溫模塊構建真空低溫冷背景；當未開啟加熱溫控模塊時，穿艙組件整體處于真空低溫環境下，不存在溫度梯度；當開啟加熱溫控模塊后，穿艙組件的艙內模擬空間一端溫度升高，而艙外模擬空間一端仍處于低溫環境下；穿艙組件艙內模擬空間一端的熱量不斷向穿艙組件艙外模擬空間一端傳導升溫；同時艙外模擬空間的低溫背景不斷吸收穿艙組件艙外模擬空間一端傳導過來的熱量，穿艙組件艙外模擬空間一端降溫；最終穿艙組件達到動態平衡，形成穩定的溫度梯度；

所述組件性能測試模塊設置于所述熱真空容器外且具有設置在熱真空容器內的測試接口，用于通過所述測試接口與所述穿艙組件相連并測試穿艙組件的溫度梯度效應;

所述熱真空容器內部具有一個安裝平臺，側面具有一個法蘭接頭組件；所述加熱溫控模塊包括加熱器件固定工裝、溫度傳感器、加熱器件、電源線纜、測試線纜、直流電源和溫控儀；

所述模擬艙板安裝于所述安裝平臺上；

所述加熱器件固定工裝安裝于安裝平臺上且位于艙內模擬空間一側；

所述加熱器件安裝于所述固定工裝上，且與所述電源線纜的一端相連，與模擬艙板平行且正對于穿艙組件安裝接口；

所述直流電源和溫控儀設置于所述熱真空容器外；

所述電源線纜貫穿法蘭接頭組件，另一端與所述直流電源相連；

所述測試線纜貫穿法蘭接頭組件，一端與熱真空容器內的溫度傳感器相連，另一端與熱真空容器外的溫控儀相連；

所述溫度傳感器用于在模擬試驗中測量穿艙組件的實時溫度；

所述溫控儀用于根據溫度傳感器反饋的穿艙組件的實時溫度控制直流電源對加熱器件的加熱參數。

2.根據權利要求1所述宇航光纖穿艙組件溫度梯度模擬試驗裝置，其特征在于，所述加熱器件為紅外石英燈陣。

3.根據權利要求1或2所述宇航光纖穿艙組件溫度梯度模擬試驗裝置，其特征在于，所述真空低溫模塊還包括一個低溫控制中心；所述低溫控制中心設置于所述熱真空容器外，與所述制冷裝置相連，用于制冷裝置提供冷背景的制冷參數。

4.根據權利要求3所述宇航光纖穿艙組件溫度梯度模擬試驗裝置，其特征在于，所述制冷裝置為液氮管路，安裝于所述熱真空容器的上側貼近內壁處。