CN103342169A - 一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，包括试验产品、试验产品测温装置、转轴、外热流控温电缆、外热流模拟装置、限位装置、运动控制器、导轨、真空无油电机、电机控制电缆、真空罐、电机热控装置、电机测温装置和滚轮，所述运动控制器位于所述真空罐外，其余所述部分均位于所述真空罐内。本发明可实现外热流模拟装置在热真空环境中位置的移动，有效解决红外笼等装置在低热流工况时的遮挡问题，外热流模拟精度得到提高，大幅拓展现有外热流模拟装置的适用范围，并且具有节约能源、适用范围广泛的有益效果。

Description

一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置
技术领域
本发明涉及空间环模试验领域，具体涉及一种空间环模试验用的可移动式外热流模拟装置。
背景技术
热平衡试验、热真空试验等空间环境模拟试验是航天器研制流程中极其重要的一个环节，空间外热流模拟是影响试验成败的一个关键因素。其中，红外笼具有设置灵活、结构简单、加工方便、成本低等优点，是国内外热流模拟的一种主要手段。然而，红外笼遮挡率高、热惯性大，在低热流工况和瞬态工况时模拟精度大幅下降，影响试验结果的准确性和可靠性。
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热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，该装置能够在空间环模试验中实现外热流模拟装置的移动，根据工况的不同，调整外热流模拟装置与航天器的相对位置，有效解决红外笼等装置在低热流工况时的遮挡问题，提高红外笼在低热流工况和瞬态工况时的模拟精度。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，包括试验产品，还包括试验产品测温装置、转轴、外热流控温电缆、外热流模拟装置、限位装置、运动控制器、导轨、真空无油电机、电机控制电缆、真空罐、电机热控装置、电机测温装置和滚轮，所述运动控制器位于所述真空罐外，其余所述部分均位于所述真空罐内；所述试验产品测温装置粘贴在所述试验产品上；所述外热流模拟装置固定在所述转轴上；所述外热流控温电缆一端连接所述外热流模拟装置，一端与所述真空罐外设备相连；所述电机热控装置安装在所述真空无油电机外表面；所述真空无油电机安装在所述外热流模拟装置底部框架上；所述电机测温装置位于所述真空无油电机内部；所述滚轮位于所述真空无油电机底部，所述滚轮位于所述导轨内；所述限位装置设置在所述导轨两端；所述电机控制电缆穿过真空罐，一端连接所述真空无油电机，一端连接所述运动控制器。
优选的，还包括加热控制器，加热控制器分别与外热流模拟装置、外热流控温电缆、电机热控装置、试验产品测温装置和电机测温装置连接。
优选的，所述运动控制器分别与所述真空无油电机、电机控制电缆和限位装置连接。
优选的，所述加热控制器和运动控制器为上位机。
优选的，所述真空无油电机为为磁流体密封结构，可在真空环境下工作，具备正转和反转两种运动形式。
本发明可有效解决红外笼等装置在低热流工况时的遮挡问题，通过实现外热流模拟装置在热真空环境下的移动，大幅提高红外笼在低热流工况和瞬态工况时的模拟精度，且具有对试验产品无干扰、可靠性高、节约能源、适用范围广泛的有益效果。
附图说明
图1为本发明热真空环境下的可移动式外热流模拟装置的俯视结构示意图；
图2为本发明热真空环境下的可移动式外热流模拟装置的正式结构示意图。
图中：1为试验产品测温装置，2为转轴，3为外热流控温电缆，4为外热流模拟装置，5为限位装置，6为试验产品，8为导轨，9为真空无油电机，10为电机控制电缆，11为真空罐，7为运动控制器，12为电机热控装置，13为电机测温装置，14为滚轮。
具体实施方式
为使发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参照图1-2所示，本发明提供了一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，包括试验产品6，还包括试验产品测温装置1、转轴2、外热流控温电缆3、外热流模拟装置4、限位装置5、运动控制器7、导轨8、真空无油电机9、电机控制电缆10、真空罐11、电机热控装置12、电机测温装置13和滚轮14，所述运动控制器7位于所述真空罐11外，其余所述部分均位于所述真空罐11内；所述试验产品测温装置1粘贴在所述试验产品6上；所述外热流模拟装置4固定在所述转轴2上；所述外热流控温电缆3一端连接所述外热流模拟装置4，一端与所述真空罐11外设备相连；所述电机热控装置12安装在所述真空无油电机9外表面；所述真空无油电机9安装在所述外热流模拟装置4底部框架上；所述电机测温装置13位于所述真空无油电机9内部；所述滚轮14位于所述真空无油电机9底部，所述滚轮14位于所述导轨8内；所述限位装置5设置在所述导轨8两端；所述电机控制电缆10穿过真空罐11，一端连接所述真空无油电机9，一端连接所述运动控制器7。
值得注意的是，还包括加热控制器，加热控制器分别与外热流模拟装置4、外热流控温电缆3、电机热控装置12、试验产品测温装置1和电机测温装置13连接，用以根据所述试验产品测温装置和电机测温装置的测量结果获得试验产品和真空无油电机的温度，通过PID控温程序，以控制所述外热流模拟装置和电机热控装置工作，确保试验产品温度满足试验工况要求，并保证真空无油电机均处于正常工作温度范围。
值得注意的是，所述运动控制器7分别与所述真空无油电机(9)、电机控制电缆(3)和限位装置5连接，可直接输入移动距离，通过程序实现移动精确控制，并通过所述导轨两端的限位装置的反馈信号实现移动轨迹限位。
值得注意的是，所述加热控制器和运动控制器7为上位机。
值得注意的是，所述真空无油电机9为为磁流体密封结构，可在真空环境下工作，具备正转和反转两种运动形式。
本具体实施，使用时先将可移动式外热流模拟装置4与试验产品6在真空罐11内就位，并建立热真空环境，之后，开启试验产品测温装置1、电机热控装置12、电机测温装置13、运动控制器7和加热控制器；加热控制器根据电机测温装置13的温度数据控制电机热控装置12工作，保证真空无油电机9处在正常工作的温度范围内；根据试验工况要求，运动控制器7控制真空无油电机9工作，将外热流模拟装置4沿导轨8移动到目标位置，之后，加热控制器根据试验产品测温装置1的温度数据控制外热流模拟装置4工作。外热流模拟装置4移动过程中，运动控制器7可根据电机转动情况计算移动距离，达到设定距离或收到限位装置的反馈信号，将立即停止移动。
本发明解决了空间环模试验过程中红外笼在低热流工况和瞬态工况时模拟精度差的问题，通过红外笼等外热流模拟装置的移动，可有效降低红外笼的对产品的遮挡和热惯性的影响，大幅提高红外笼在低热流工况和瞬态工况时的模拟精度。本发明除用于红外笼外，还适用于红外灯阵、加热棒等外热流模拟装置。另外，本发明还可应用到空间环模试验中其他设备的移动，如热真空环境下的热变形测量相机的运动，对试验产品不会产生影响。
本发明的运动控制器可直接输入移动距离，通过程序实现移动精确控制，利用相对位置变化配合外热流输出调整实施精确外热流控制。同时，电机热控装置由保温多层和加热器两部分组成，保温多层可有效防止电机温度过低，加热器仅在温度过低时短时间开启，能源消耗少。
以上所述是发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，包括试验产品（6），其特征在于，还包括试验产品测温装置（1）、转轴（2）、外热流控温电缆（3）、外热流模拟装置（4）、限位装置（5）、运动控制器（7）、导轨（8）、真空无油电机（9）、电机控制电缆（10）、真空罐（11）、电机热控装置（12）、电机测温装置（13）和滚轮（14），所述运动控制器（7）位于所述真空罐（11）外，其余所述部分均位于所述真空罐（11）内；所述试验产品测温装置（1）粘贴在所述试验产品（6）上；所述外热流模拟装置（4）固定在所述转轴（2）上；所述外热流控温电缆（3）一端连接所述外热流模拟装置（4），一端与所述真空罐（11）外设备相连；所述电机热控装置（12）安装在所述真空无油电机（9）外表面；所述真空无油电机（9）安装在所述外热流模拟装置（4）底部框架上；所述电机测温装置（13）位于所述真空无油电机（9）内部；所述滚轮（14）位于所述真空无油电机（9）底部，所述滚轮（14）位于所述导轨（8）内；所述限位装置（5）设置在所述导轨（8）两端；所述电机控制电缆（10）穿过真空罐（11），一端连接所述真空无油电机（9），一端连接所述运动控制器（7）。
2.根据权利要求1所述的热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，其特征在于，还包括加热控制器，加热控制器分别与外热流模拟装置（4）、外热流控温电缆（3）、电机热控装置（12）、试验产品测温装置（1）和电机测温装置（13）连接。
3.根据权利要求1所述的热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，其特征在于，所述运动控制器（7）分别与所述真空无油电机(9)、电机控制电缆(3)和限位装置（5）连接。
4.根据权利要求1或2所述的热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，其特征在于，其特征在于，所述加热控制器和运动控制器（7）为上位机。
5.根据权利要求1所述的热真空环境下的可移动式外热流模拟装置，其特征在于，所述真空无油电机（9）为为磁流体密封结构，可在真空环境下工作，具备正转和反转两种运动形式。
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