[發明專利]一種大口徑光學遙感器入光口散熱用控溫型輻射冷屏裝置

在審

• 申請號: 202111626860.2
• 申請日: 2021-12-28
• 公開（公告）號: CN114509851A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 趙慧;于峰;趙振明;趙宇;靳利鋒;高娟;宋欣陽;魯盼;孔慶樂;連新昊;陽明;夏晨輝;張煚;馮磊;孫文濤
• 申請（專利權）人: 北京空間機電研究所
• 主分類號: G02B7/00
• 分類號: G02B7/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本申請涉及散熱結構的技術領域，公開了一種大口徑光學遙感器入光口散熱用控溫型輻射冷屏裝置，包括在前鏡筒內側依次設置的內多層隔熱組件、用于隔絕熱流擾動的內熱罩，以及設置于前鏡筒外側且用于隔絕熱流擾動的外熱罩，外熱罩外包覆外多層隔熱組件，減少外部環境的漏熱，外熱罩設置有用于排散熱量的散熱裝置，散熱裝置包括熱管和散熱面，熱管表貼在外熱罩外表面，熱管與散熱面連通，用于外熱罩溫度均勻和熱量排散，外熱罩、內熱罩和前鏡筒均設置有控溫回路，達到了對大口徑光學遙感器入光口熱量的高效率散熱并能夠保持其溫度穩定，實現前鏡筒精密控溫的作用。

技術領域

本申請涉及散熱結構的技術領域，特別是一種大口徑光學遙感器入光口散熱用控溫型輻射冷屏裝置。

背景技術

光學遙感器的外熱流隨著軌道與姿態的變化復雜多變，當入光口外熱流較大時，入光口吸收的熱量會大于排散的熱量，使得熱量不斷累積，遙感器溫度不穩定，影響光學組件的成像質量，因此光學組件需要通過散熱保證各組件在正常溫度工作。大口徑光學遙感器因為口徑較大，受外熱流的影響更劇烈，對散熱的需求更加強烈。

傳統散熱常采用槽道熱管將熱量傳遞至冷源進行排散，缺點如下：一、適用于點熱源熱量的排散，不利于大面積熱量的排散；二、熱量集中在復雜構型的光學組件上，熱管受轉彎布局與光路的限制，無法與熱源接觸，布局難度大，延程熱阻大，效率低；三、熱管與熱源接觸面積小，換熱效率低；四、熱管若直接連接光學組件與散熱面，剛性連接無法實現力學解耦，會傳遞振動，結構應力大，影響使用壽命與成像質量；五、大功率傳熱需要大尺寸的槽道熱管，對安裝空間要求高，不可用于小面積尺寸的大熱量排散。

所以傳統的槽道熱管的散熱形式，并不適用于大口徑光學遙感器，而目前尚無有效解決大口徑光學遙感器散熱并保持其溫度穩定性的實際需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提出一種大口徑光學遙感器入光口散熱用控溫型輻射冷屏裝置，針對入光口外熱流較大的軌道，可解決由于入光口外熱流較大導致的入光口吸收的熱量大于排散的熱量而導致的熱量累積溫度不穩定的問題。

本申請采用如下的技術方案：

一種大口徑光學遙感器入光口散熱用控溫型輻射冷屏裝置，包括在前鏡筒內側依次設置的多層內隔熱組件、用于隔絕熱流擾動的內熱罩，以及設置于前鏡筒外側且用于隔絕熱流擾動的外熱罩，外熱罩設置有用于排散熱量的散熱裝置，散熱裝置包括熱管和散熱面，熱管表貼在嵌設于外熱罩外表面，熱管與散熱面連通用于熱量排散，外熱罩、內熱罩和前鏡筒均設置有控溫回路，內熱罩和外熱罩上控溫回路的控溫閾值低于前鏡筒上控溫回路的控溫閾值。。

通過上述技術方案，內熱罩可減少對外熱流熱量吸收，并通過外熱罩散熱，可實現入光口熱量的高效率排散，保證前鏡筒的溫度穩定，實現前鏡筒精密控溫；外熱罩通過熱管的布置可實現均溫，有利于大口徑光學遙感器前鏡筒的均溫，保證光學遙感器關鍵組件溫度穩定性，提高成像質量。本發明可實現入光口散熱，前鏡筒的控溫與均溫，熱管在高效控溫的同時可保證與散熱面的力學解耦，提高光學遙感器的使用壽命與成像質量。

內熱罩與前鏡筒之間的內隔熱組件能夠減少輻射至前鏡筒的熱量。

具體的，所述內熱罩和外熱罩可以為能夠隔絕熱流直接輻射導致擾動的任何材質，比如可以為薄壁凱夫拉材料等。

在上述的控溫型輻射冷屏裝置中，所述前鏡筒、內熱罩之間設有間隙，保持隔熱組件蓬松，減少熱量傳遞，外熱罩與前鏡筒之間設有間隙，保持輻射散熱關系。

在上述的控溫型輻射冷屏裝置中，所述散熱裝置包括熱管和散熱面，熱管表貼在外熱罩外表面，熱管與散熱面連通。

外熱罩通過熱管與散熱面連接，作為輻射冷屏，為前鏡筒排散熱量；熱管隨前鏡筒外熱罩形狀布置，熱量收集的同時可實現均溫作用。