CN101769825B - 用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置 - Google Patents

用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置，包括试验支架法兰、卫星对接法兰，两个薄膜加热器、跟踪控温热电偶、温度程控系统，其中，试验支架法兰通过隔热绝缘垫与卫星对接法兰机械绝热连接，卫星对接法兰连接孔附近处确定为作为被跟踪点的热电偶测温点，作为跟踪点的试验支架对接法兰连接孔附近设置两个薄膜加热器构成的跟踪控温加热回路和设置在两个薄膜加热器中间测量跟踪点温度的跟踪控温热电偶，温度程控系统采集被跟踪点和跟踪点的温度，通过对两温度的差值比较来控制控温加热回路中的薄膜加热器的加热以将温度差值设置在±1.0℃范围内。使得热平衡试验所取得的数据准确有效，为验证和修正热网络模型提供试验数据。

Description

用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置
技术领域
本发明属于航天器真空热试验领域，具体涉及一种用于卧式容器的大型卫星真空热试验工装。
背景技术
热平衡试验是航天器研制过程中的关键项目，该试验的主要目的之一是验证卫星热网络模型的准确性，并对修正该模型提供试验数据。试验过程中卫星与试验支架之间的漏热将会影响卫星本身的温度分布，从而对试验数据带来偏差，影响热平衡试验的有效性。
针对该技术背景要求，一种减小试验过程中卫星与试验支架之间漏热的方法被发明，该方法可以尽可能的减小两者之间的漏热，使得两者之间的温差在±1.0℃范围内，漏热在5W以内。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于减小航天器真空热试验过程中航天器与试验支架之间漏热的跟踪控温装置。
本发明目的是通过如下技术方案实现的：
一种用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置，包括试验支架法兰、卫星对接法兰，两个薄膜加热器、跟踪控温热电偶、温度程控系统，其中，试验支架法兰通过隔热绝缘垫与卫星对接法兰机械绝热连接，卫星对接法兰连接孔附近处确定为作为被跟踪点的热电偶测温点，作为跟踪点的试验支架对接法兰连接孔附近设置两个薄膜加热器构成的跟踪控温加热回路和设置在两个薄膜加热器中间测量跟踪点温度的跟踪控温热电偶，温度程控系统采集被跟踪点和跟踪点的温度，通过对两温度的差值比较来控制控温加热回路中的薄膜加热器的加热以将温度差值设置在±1.0℃范围内。
其中，两个薄膜加热片粘附在试验支架法兰与卫星对接法兰侧面上。
其中，支架法兰是表面包覆镀铝聚酯膜的支架法兰。
其中，温度程控系统包括计算机、数据采集器、程控电源，计算机与测量卫星法兰温度和试验支架法兰温度的数据采集器电通信，计算机通过两温度差值通过控温算法与程控电源电通信，程控电源控制加热回路中薄膜加热器的电流电压的输出。
本发明的装置具有以下有益效果：使航天器对接法兰与试验支架对接法兰之间的对应点温差控制在±1.0℃范围内，漏热在5W以内。使得热平衡试验所取得的数据准确有效，为验证和修正热网络模型提供试验数据。
附图说明
图1是本发明的用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置的结构示意图；
图中：1-卫星对接法兰；2-隔热绝缘垫；3-试验支架法兰；4-隔热绝缘垫；5-螺栓；6-薄膜加热器；7-跟踪热电偶。
图2是本发明的用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置的温度程控系统的示意图。
图3是本发明的用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置的跟踪控温过程示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置包括采用M6钛螺栓5连接组件将隔热绝缘垫2、隔热绝缘垫4、卫星对接法兰1、试验支架法兰3连接固定。跟踪加热回路采用两个薄膜加热器6构成，加热回路设置，优选粘附在试验支架法兰3的内侧立面上，按照安装孔位置分布。跟踪热电偶7设置在对应加热回路的两片薄膜加热器之间，距离两薄膜加热器10mm左右。其中，使用聚酰亚胺绝缘材料制作隔热绝缘垫2和隔热绝缘垫4，采用M6钛螺栓组件将试验支架法兰3与卫星对接法兰1连接起来，如图1所示。
在卫星对接法兰1的连接孔附近确定热电偶测温点作为被跟踪点。试验支架法兰3的连接孔附近设置跟踪控温加热回路和跟踪控温热电偶7。跟踪控温加热回路采用薄膜加热器6混联构成。为了减小支架法兰的漏热，支架法兰表面包覆双面镀铝聚脂膜。
具体试验过程为，通过如图2所示的温度程控系统，采用跟踪控温算法使得试验支架法兰的跟踪点温度与卫星法兰的被跟踪点温度偏差保持在±1.0℃的偏差范围内。该过程是通过如下方式实现的：计算机与通过数据采集器测得卫星对接法兰温度T0和试验支架法兰温度T，计算机根据两个温度的偏差通过控温算法输出指令给程控电源，程控电源输出电流电压给薄膜加热器，控制支架法兰的温度使其与卫星法兰的温度偏差保持在±1.0℃范围内。控制的过程如图3所示。
其中，在试验过程中，控制计算机每分钟通过数据采集系统测量一次被跟踪温度和跟踪温度；控制程序对二者进行判断，如果两者温差在要求偏差范围内，则控制程序给程控电源发指令维持原有电流不变，如果两者偏差不在要求偏差范围内，则控制程序给程控电源发指令输出电流按照偏差要求增加或减少。
尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于航天器真空热试验中的跟踪控温装置，包括支架对接法兰、卫星对接法兰，两个薄膜加热器、跟踪控温热电偶、温度程控系统，其特征在于，试验支架法兰通过隔热绝缘垫与卫星对接法兰机械绝热连接，卫星对接法兰连接孔附近处确定为作为被跟踪点的热电偶测温点，作为跟踪点的试验支架对接法兰连接孔附近设置两个薄膜加热器构成的跟踪控温加热回路和设置在两个薄膜加热器中间测量跟踪点温度的跟踪控温热电偶，跟踪控温热电偶距离两薄膜加热器10mm左右，温度程控系统采集被跟踪点和跟踪点的温度，通过对两温度的差值比较来控制控温加热回路中的薄膜加热器的加热以将温度差值设置在±1.0℃范围内，所述两个薄膜加热器的薄膜加热片粘附在试验支架法兰与卫星对接法兰侧面上，且所述支架对接法兰是表面包覆镀铝聚酯膜的支架法兰。
2.如权利要求1所述的跟踪控温装置，其特征在于，隔热绝缘垫使用聚酰亚胺绝缘材料制成。
3.如权利要求1所述的跟踪控温装置，其特征在于，所述温度程控系统包括计算机、数据采集器、程控电源，计算机与测量卫星法兰温度和试验支架法兰温度的数据采集器电通信，计算机通过两温度差值通过控温算法与程控电源电通信，程控电源控制加热回路中薄膜加热器的电流电压的输出。
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