CN102963545B - 红外灯阵加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红外灯加热应用技术领域的红外灯阵加热系统，包括试验产品、工装，试验产品通过工装固定，在试验产品外部设置红外灯阵；并在红外灯阵背向试验产品的一侧设置隔热灯罩，隔热灯罩的反射层将漫射热量传递给试验产品。本发明的设备解决了航天器组件真空热试验升降温过长的问题，可以有效地使低吸收率的产品可以获得预期的升温速率；解决了航天器被通过传统方法加热时常会出现的污染问题；同时红外灯与框架之间设置隔热灯罩，避免对框架加热而产生热变形，提升了试验精度；并进一步提高了试验的可靠性，大大降低了试验成本。
Description
技术领域
本发明涉及红外灯加热应用技术领域，具体地，涉及一种红外灯阵加热系统。
背景技术
航天器在发射升空之前，必须在专门的空间环境模拟器内进行模拟空间冷黑环境的真空热试验，以检验其热设计的合理性和考核其单机的高低温性能。
对于宇航系统的某些特殊产品，其在近地轨道承受太阳辐射、地球红外辐射、地球反射的太阳辐射的加热，同时还承受产品内部组件的加热，会使产品温度上升为较高的温度。当产品进入地球阴影中时，由于面临着宇宙的2～4K的冷黑背景，在极端工况下，产品内部热源消失，没有任何热量来源，温度将降低到-25℃以下。由于产品工作可能在上述的高温或低温的环境背景下工作，必须在地面进行充分地测试。
在地面的空间环模设备内部的真空低温背景中，结合加热装置的操作，使产品温度达到指定的温度状态进行测试的试验称为真空热试验。真空热试验中有若干高低温循环工况，必须经历指定次数的循环，方可完成对产品的检验。
高温工况时，加热装置的热流密度必须足够大，使产品温度按照指定速率上升；在低温工况时，停止加热器的加热，使产品表面对空间环模设备的热沉散热而降温，此时要求加热装置对于产品散热的遮挡必须足够小。
由于产品在使用时安装在其他航天器内，而试验时是单独进行试验，并且产品具有多种运动机构，无法使用接触式加热系统。使用传统加热笼加热时，不仅热能效率低，还会使可凝挥发物污染产品。而使用红外加热笼加热无法在短时间内达到要求的1500W/m2的热流密度，要花费大量的时间才可能使产品的温度达到试验要求。如中国专利“航天器红外加热笼地面模拟试验热流补偿方法”（申请号：200910200333.8）就是这种加热笼，其框架用多个支撑件进行支撑，当试验产品要进入低温工况时，冷却耗时长。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种红外灯阵加热系统。本发明的设备解决了航天器组件真空热试验升降温过长的问题，可以有效地使低吸收率的产品可以获得预期的升温速率；提升了试验精度；并进一步提高了试验的可靠性，大大降低了试验成本。
根据本发明的一个方面，提供一种红外灯阵加热系统，包括试验产品、工装，所述试验产品通过所述工装固定，其特征是，在所述试验产品外部设置红外灯阵。
优选地，所述工装包围住所述试验产品，所述红外灯阵设置在所述工装与所述试验产品之间。
优选地，在所述红外灯阵与所述工装之间隔热灯罩。
优选地，在所述红外灯阵面向工装的一侧设置隔热灯罩。
优选地，所述隔热灯罩设置在所述红外灯阵的一个或多个红外灯上。
优选地，所述红外灯阵与所述试验产品之间的距离小于所述红外灯阵与所述工装之间的距离。
优选地，所述红外灯阵的热流密度为1500W/m2至1700W/m2。
优选地，所述隔热灯罩在红外灯的一侧设有热反射材料层。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明的设备解决了航天器组件真空热试验升降温过长的问题，可以有效地使低吸收率的产品可以获得预期的升温速率；解决了航天器被通过传统方法加热时常会出现的污染问题；同时红外灯与框架之间设置隔热灯罩，避免对框架加热而产生热变形，提升了试验精度；并进一步提高了试验的可靠性，大大降低了试验成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明红外灯阵加热系统的结构示意图。
图中：1为试验产品，2为工装，3为红外灯，4为隔热灯罩。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例
参见附图1，在对宇航系统的某些特殊产品进行试验时，将试验产品1通过工装2固定，工装2可根据试验产品1的形状不同而不同，在试验产品1的外侧设置红外灯阵3，红外灯阵3根据试验产品1的形状布置，使其在试验产品表面外侧呈均匀布置，红外灯阵3通过设置在工装2的上支撑件进行固定，当给红外灯阵3供电后，红外灯阵3对试验产品1的表面均匀加热。红外灯阵3中的红外灯数量和分布密度根据试验产品1的加热需求设定，可提供大于1500W/m2的热流密度，最大可达1700W/m2。
继续参见附图1，工装2的形状设为包围试验产品1，红外灯阵3设置在工装2与试验产品1之间，为了降低工装2的受热，红外灯阵3尽量靠近试验产品而远离工装2，减少了可凝挥发物对试验产品的污染。并在红外灯阵3面向工装2的一侧设置隔热灯罩4，可以在红外灯阵3的每一个红外灯上设置一个隔热灯罩，也可在多个红外灯上设置一个隔热灯罩4。隔热灯罩4面向试验产品1一侧的材料选用热反射材料，减少隔热灯罩4对热能的漫反射，将热能反射到试验产品1上，提高加热功率，同时减少对工装2的加热。
当要对试验产品提供高温工况时，对红外灯阵3通电，使其发出最高达1700W/m2的热流密度，对试验产品1外表面加热使其温度以较快的速率上升，由于存在隔热灯罩4遮挡作用，使灯朝向工装2的热流被隔热灯罩4反射给试验产品1的表面，即降低工装受热，又进一步提高了红外灯阵3给产品的加热功率。
当需要进行低温工况时，停止对红外灯阵3供电，由于红外灯阵3的加热方法相对传统加热手段而言，其对试验产品的遮挡率只有25%左右，大大降低对试验产品1的遮挡，使试验产品1加速降温，避免了传统手段中漫长的降温过程，缩短试验时间，降低成本。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (2)
1.一种红外灯阵加热系统，包括试验产品、工装，所述试验产品通过所述工装固定，其特征在于，在所述试验产品外部设置红外灯阵；
所述工装包围住所述试验产品，所述红外灯阵设置在所述工装与所述试验产品之间；
在所述红外灯阵面向工装的一侧设置隔热灯罩；
所述隔热灯罩在红外灯的一侧设有热反射材料层；
在所述红外灯阵背向试验产品的一侧设置隔热灯罩；
所述红外灯阵与所述试验产品之间的距离小于所述红外灯阵与所述工装之间的距离；
所述红外灯阵的热流密度为1500W/m2至1700W/m2。
2.根据权利要求1所述的红外灯阵加热系统，其特征在于，所述隔热灯罩设置在所述红外灯阵的一个或多个红外灯上。
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