[發明專利]一種低氧、高溫和振動綜合環境試驗系統

有效

• 申請號: 202111365701.1
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN113804381B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 高飛;楊志鵬;尹曉峰;郝巖研;馬平昌;王喆;倪麗蕊;肖乃風;劉玥;許玉珍;萬承紅;劉德軍;雷霆;楊立偉;張曉鵬;呼東亮;寧薇薇
• 申請（專利權）人: 天津航天瑞萊科技有限公司
• 主分類號: G01M7/02
• 分類號: G01M7/02;G01D21/02;G01N25/20;B64G7/00
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

1.一種低氧、高溫和振動綜合環境試驗系統，其特征在于，包括中空密封的試驗艙(12)和水平分布的振動臺(2)；

振動臺(2)頂部具有的振動臺動圈(3)，通過一個過渡頭(4)與擴展臺(5)相連接；

擴展臺(5)的頂部，設置有水平分布的隔熱板(17)；

隔熱板(17)的頂部，設置有試驗對象(6)；

試驗對象(6)的正上方，設置有輻射加熱器；

輻射加熱器，用于對試驗對象(6)所在環境進行高溫加熱；

擴展臺(5)、試驗對象(6)和輻射加熱器，位于試驗艙(12)的內腔中；

振動臺(2)，作為振動激勵裝置，用于為試驗對象(6)的振動特性試驗提供激振力；

對于輻射加熱器，其包括匯流條(16)、石英燈(160)、電極(14)和加熱器反射板(30)；

匯流條(16)，與多個石英燈(160)相導電連接，用于將石英燈(160)進行并聯連接；

匯流條(16)的左右兩端，分別與一個垂直分布的電極(14)的下端相導電連接；

每個電極(14)的上端，分別穿過一個絕緣陶瓷環(15)，插接在水平分布的加熱器反射板(30)的左右兩端；

兩個電極(14)的頂端露出于加熱器反射板(30)的頂面，并且通過供電電纜與外部供電設備相連接；

對于試驗艙(12)，其左右兩側內壁上設置有氧氣濃度傳感器(8)和第一溫度傳感器(9)；

氧氣濃度傳感器(8)，用于測量試驗艙(12)內的氧氣濃度；

第一溫度傳感器(9)，用于測量試驗艙(12)內環境的溫度；

試驗對象(6)的表面設置有第三溫度傳感器；

第三溫度傳感器，用于測量試驗對象(6)的表面溫度；

試驗艙(12)的前側艙壁上部橫向中間位置，設置有排氣接口(12a)；

排氣接口(12a)，與排氣風機(20a)的進氣口相連通；

排氣風機(20a)的出氣口，與一根設置有排氣風閥(20b)的排氣管道相連通；

排氣風機(20a)，用于將試驗艙(12)內的氣體向外排出；

試驗艙(12)的前側艙壁中部橫向中間位置，設置有一個透明的觀察窗(12b)；

試驗艙(12)的前側艙壁下部，間隔設置有冷卻水接口(12c)、氮氣接口(12d)、液氮接口(12e)、動力電接口(12f)以及壓縮空氣接口(12g)；

冷卻水接口(12c)的內側端，通過中空的連接管道，與中空的加熱器反射板(30)的內腔相連通；

冷卻水接口(12c)的外側端，通過一根設置有第二壓力傳感器(21a)和第一減壓閥(21b)的連接管道，與一個分水器(21c)的出水口相連接；

分水器(21c)的進水口，與外部冷卻水水源相連通；

分水器(21c)，用于輸送冷卻水給加熱器反射板(30)，對加熱器反射板(30)進行降溫處理；

氮氣接口(12d)，通過一根設置有艙內壓力調壓閥(22a)、氮氣管路壓力傳感器(22b)和第一壓力調節閥(22c)的氮氣管路，與氮氣源(22d)相連通；

氮氣源(22d)，用于向試驗艙(12)內部輸送氮氣，從而將試驗艙(12)內部的空氣進行置換；

液氮接口(12e)，通過一根設置有第二溫度傳感器(23a)和低溫調節閥(23b)的液氮管道，與液氮罐(23c)相連通；

液氮罐(23c)，用于通過向試驗艙(12)的內腔輸送低溫的液氮，對試驗艙(12)內部環境進行降溫；

壓縮空氣接口(12g)，通過一根設置有第三壓力傳感器(25a)和第二壓力調節閥(25b)的連接管道，與壓縮氣源(25c)相連通；

壓縮氣源(25c)，用于提供壓縮空氣，通過調節第二壓力調節閥(25b)，控制通入試驗艙(12)內的空氣流量，實現試驗艙(12)內氧氣濃度含量的調節；

振動臺(2)，通過氣浮導軌(19)設置在中空的振動臺臺體支撐框架(200)上；

振動臺臺體支撐框架(200)的上下兩端開口；

氣浮導軌(19)設置在振動臺臺體支撐框架(200)的底部；

氣浮導軌(19)，用于實現振動臺(2)水平方向直線移動；

氣浮導軌(19)上，具有氣浮墊(1)；

氣浮墊(1)的頂部，與振動臺(2)的底部相接；

試驗艙(12)和振動臺(2)，設置在一個框架式的試驗支架(100)的內側；

試驗艙(12)，與試驗支架(100)的頂部相連接；

試驗艙(12)通過一個高度調節機構與試驗支架(100)的頂部相連接；

高度調節機構，包括伺服電機(11)和四個蝸桿(7)；

伺服電機(11)位于試驗支架(100)的頂部；

試驗艙(12)的上部左右兩側的前后兩端，分別設置有一個限位塊(32)；

每個限位塊(32)上設置有垂直貫通的內螺紋孔；

每個限位塊(32)上的內螺紋孔，分別與一個蝸桿(7)的外螺紋相螺紋連接；

試驗支架(100)的左側內壁以及右側內壁的前后兩端，分別設置有一個支撐塊(33)；

四個支撐塊(33)，分別位于四個限位塊(32)的正下方；

每個蝸桿(7)的下端，分別與支撐塊(33)相樞接；

伺服電機(11)后側的動力輸出端，與第二直角齒輪箱(102)的輸入端相連接；

第二直角齒輪箱(102)的左右兩邊，分別設置有第一直角齒輪箱(101)和第三直角齒輪箱(103)；

第二直角齒輪箱(102)左右兩側的兩個輸出端，分別通過一根主傳動軸(34)與第一直角齒輪箱(101)右側的輸入端和第三直角齒輪箱(103)左側的輸入端相連接；

第一直角齒輪箱(101)和第三直角齒輪箱(103)后側的輸出端，分別通過一根輔助傳動軸(35)，與第一蝸輪箱(26a)前側的輸入端和第三蝸輪箱(26c)前側的輸入端相連接；

第一蝸輪箱(26a)內的蝸輪和第三蝸輪箱(26c)內的蝸輪，分別與位于前方的兩個蝸桿(7)的上端相嚙合連接；

第一蝸輪箱(26a)后側的輸出端和第三蝸輪箱(26c)后側的輸出端，分別通過第一傳動桿(27a)和第二傳動桿(27b)與第二蝸輪箱(26b)前側的輸入端和第四蝸輪箱(26d)前側的輸入端相連接；

第二蝸輪箱(26b)內的蝸輪和第四蝸輪箱(26d)內的蝸輪，分別與位于后方的兩個蝸桿(7)的上端相嚙合連接；

所述低氧、高溫和振動綜合環境試驗系統還包括：復合環境控制器；

復合環境控制器，分別與氧氣濃度傳感器(8)的信號輸出端、第一壓力調節閥(22c)的控制端、第二壓力調節閥(25b)的控制端、第一溫度傳感器(9)的信號輸出端、試驗對象(6)表面設置的第三溫度傳感器的信號輸出端以及外部供電設備的功率輸出控制端相連接；

復合環境控制器，用于通過氧氣濃度傳感器(8)檢測獲得試驗艙(12)內的氧氣濃度，當該氧氣濃度與用戶預先設定的氧氣濃度不一致時，通過調節第二壓力調節閥(25b)來控制通入試驗艙(12)內的空氣流量，以及通過第一壓力調節閥(22c)調節通入試驗艙(12)內的氮氣流量，使得試驗艙(12)內的氧氣濃度達到用戶預先設定的氧氣濃度；

復合環境控制器，還用于通過第一溫度傳感器(9)檢測獲得試驗艙(12)內的環境溫度，當試驗艙(12)內環境溫度大于試驗艙(12)的預設傳感器正常使用溫度范圍時，通過低溫調節閥(23b)調節通入試驗艙(12)內的液氮流量，將試驗艙(12)內的環境溫度進行降溫，達到試驗艙(12)的預設傳感器正常使用溫度范圍；

復合環境控制器，還用于通過第三溫度傳感器檢測獲得試驗對象(6)的表面溫度，當試驗對象(6)的表面溫度不在試驗對象(6)的預設正常溫度范圍時，通過調節外部供電設備的功率輸出，控制加熱器輻射熱流密度，達到溫度閉環控制，使得試驗對象(6)的表面溫度位于試驗對象(6)的預設正常溫度范圍。