CN102706791A - 一种小型低地球轨道空间环境模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于航天航空电子元器件的试验设备领域，尤其涉及一种小型低地球轨道空间环境模拟装置。该装置包括真空控制系统和真空腔体结构系统两部分，其中真空控制系统对真空腔室进行真空处理，真空腔体结构系统通过温度控制装置、气氛控制装置和紫外辐照控制装置等部件来调节真空腔室内的温度、气氛和紫外辐照等，从而实现对低地球轨道空间环境的模拟。与现有空间组合环境模拟器相比，本发明能够更客观地、有针对性地模拟电子元器件工作的空间环境中的主要环境因素，能够更简易地实现单一环境因素或多种自由组合的环境因素耦合作用的模拟。
Description
技术领域
本发明属于航天航空电子元器件的试验设备技术领域，尤其涉及一种小型低地球轨道空间环境模拟装置。
背景技术
构成航天飞行器、实现地面遥控不可缺少的电子元器件，长期在宇宙环境中工作，不可避免地会受到空间原子氧、热循环和紫外辐照等低地球轨道空间环境因素的作用，可能引起某些元器件的密封破坏、管脚断裂、内引线键合点脱开等情况而最终失效。因此，科研人员需要在地面上模拟低地球轨道空间环境，研究其环境效应对构成电子元器件的电极材料特别是薄膜界面结构变化的影响，进行早期诊断，建立适当的评价方法，以避免因失效造成飞行器的损失，提高航天器的生存能力、延长寿命和运行高度的可靠性。目前的空间环境模拟设备主要针对于试验航天器耐真空、冷黑和太阳辐射等能力，模拟器技术复杂，研制费用非常昂贵，一台空间环境模拟器只能模拟一种或几种特定环境，并不适用于航天器零部件和材料的研究与检验。而对于空间组合环境模拟器，不能客观针对电子元器件工作的空间环境中主要环境因素，同时不能简易地实现在研究试验中的单一环境因素或多种自由组合的环境因素的作用要求。
发明内容
为客观地实现航天航空器件的工作环境，本发明提供了一种小型空间环境模拟装置，更加简易地实现了一种或多种空间环境因素的模拟。
本发明采用的技术方案是：
所述小型低地球轨道空间环境模拟装置包括真空控制系统1和真空腔体结构系统2两部分，其中真空控制系统1包括分子泵9和机械泵10，真空腔体结构系统2包括真空腔室13、观察窗11、真空规7、温度控制装置、气氛控制装置、紫外辐照控制装置和六个法兰接口；所述温度控制装置包括温度控制仪和加热变压器，所述气氛控制装置包括流量控制仪、气氛针阀和气氛瓶，所述紫外辐照控制装置包括紫外辐照控制仪和紫外灯4。
所述真空控制系统1中分子泵9通过其上方的蝶阀8与真空腔室13连接，机械泵10与分子泵9连接；所述真空腔体结构系统2中真空腔室13在中央位置，在真空腔室13的外壁上装有观察窗11和真空规7，在真空腔室13内部设有样品台5和紫外灯4，进取样品法兰接口6连接样品台5和温度控制装置中的温度控制仪和加热变压器，紫外灯管法兰接口连接紫外灯4与紫外辐照控制装置，真空腔室13通过气氛针阀12与气氛控制装置连接，气氛控制装置与气氛瓶3连接。
所述六个法兰接口中，除了进取样品法兰接口（6）和紫外灯管法兰接口外，还有四个备用法兰接口。
本发明的有益效果为：
与现有空间组合环境模拟器相比，本发明能够更客观地、有针对性地模拟电子元器件工作的空间环境中的主要环境因素，能够更简易地实现单一环境因素或多种自由组合的环境因素耦合作用的模拟。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中标号：
1-真空控制系统；2-真空腔体结构系统；3-气氛瓶；4-紫外灯；5-样品台；6-进取样品法兰接口；7-真空规；8-蝶阀；9-分子泵；10-机械泵；11-观察窗；12-气氛针阀；13-真空腔室。
具体实施方式
本发明提供了一种小型低地球轨道空间环境模拟装置，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明：
如图1所示，该装置包括真空控制系统1和真空腔体结构系统2，其中真空控制系统1包括分子泵9和机械泵10；真空腔体结构系统2包括了真空腔室13、观察窗11、真空规7、温度控制装置、气氛控制装置、紫外辐照控制装置和六个法兰接口。分子泵9通过蝶阀8与真空腔室13连接，机械泵10与分子泵9连接。机械泵10和分子泵9对真空腔室13进行真空处理，真空规7对真空腔室13的真空度进行测量。
进取样品法兰接口6连接样品台5和温度控制装置中的温度控制仪和加热变压器，通过样品台5对样品进行安置与拆卸，通过温度控制仪对真空腔室13内的试验样品进行温度控制，以及加热变压器对试验样品进行温度调节，从而来实现空间环境的温度模拟。
通过气氛针阀12连接真空腔室13与气氛控制装置，气氛控制装置中的流量控制仪控制气氛瓶3的气体流量，调节真空腔室13内的气氛及含量，从而来实现空间环境的气氛模拟。
紫外灯管法兰接口连接紫外灯4与紫外辐照控制装置，紫外辐照控制装置中的紫外辐照控制仪控制紫外灯4的紫外强度，调节真空腔室13内的试验样品受到的紫外辐照强度，从而实现空间环境的紫外辐照模拟。
真空腔体结构系统2内预留的四个法兰接口可用来实现其它空间环境因素的模拟，通过同时调控温度控制装置、气氛控制装置和紫外辐照控制装置来实现空间环境的多种因素的耦合模拟。
本发明的具体操作过程如下：
（1）拧开进取样品法兰接口6，在样品台5上放置试验样品后，拧紧进取样品法兰接口6。
（2）启动真空控制系统1，真空规7开始工作显示真空腔室13内的真空度。
（3）启动温度控制系统装置之前先在温度控制仪上对试验所要求的最高温度与最低温度进行设定。在要求的真空度下，开加热变压器电源，对真空腔室13内的温度进行调节控制。
（4）启动气氛控制系统装置，通过流量控制仪对真空腔室13内的气氛流量进行调节控制。
（5）启动紫外辐照控制系统装置，通过紫外辐照控制仪对真空腔室13内的紫外辐照强度进行调节控制。
（6）关闭真空控制系统：关闭加热变压器（此步骤在未启动温度控制系统装置时可以跳过）；关闭真空规7；关闭分子泵9；关闭机械泵10；通过气氛针阀12对真空腔室13通气，将样品取出（如启动温度控制系统装置时应当在真空腔室13内的温度降到室温后再取样品）。
Claims (2)
1.一种小型低地球轨道空间环境模拟装置，其特征在于：所述小型低地球轨道空间环境模拟装置包括真空控制系统（1）和真空腔体结构系统（2）两部分，其中真空控制系统（1）包括分子泵（9）和机械泵（10），真空腔体结构系统（2）包括真空腔室（13）、观察窗（11）、真空规（7）、温度控制装置、气氛控制装置、紫外辐照控制装置和六个法兰接口；所述温度控制装置包括温度控制仪和加热变压器，所述气氛控制装置包括流量控制仪、气氛针阀和气氛瓶，所述紫外辐照控制装置包括紫外辐照控制仪和紫外灯（4）；
所述真空控制系统（1）中分子泵（9）通过其上方的蝶阀（8）与真空腔室（13）连接，机械泵（10）与分子泵（9）连接；所述真空腔体结构系统（2）中真空腔室（13）在中央位置，在真空腔室（13）的外壁上装有观察窗（11）和真空规（7），在真空腔室（13）内部设有样品台（5）和紫外灯（4），进取样品法兰接口（6）连接样品台（5）和温度控制装置中的温度控制仪和加热变压器，紫外灯管法兰接口连接紫外灯（4）与紫外辐照控制装置，真空腔室（13）通过气氛针阀（12）与气氛控制装置连接，气氛控制装置与气氛瓶（3）连接。
2.根据权利要求1所述的一种小型低地球轨道空间环境模拟装置，其特征在于：所述六个法兰接口中，除了进取样品法兰接口（6）和紫外灯管法兰接口外，还有四个备用法兰接口。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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