CN104290924B - 星敏感器控温装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种星敏感器控温装置，包括星敏感器、遮光罩、法兰盘、安装支架、多层隔热组件以及加热器；其中，星敏感器头部和遮光罩安装在法兰盘的一侧且通过法兰盘连接安装支架；所述加热器设置在星敏感器头部；所述遮光罩连接在法兰盘的另一侧；所述遮光罩和所述安装支架的外表面均包覆多层隔热组件。还包括热控涂层设置在法兰盘的非安装面和星敏感器头部的外表面。本发明通过开散热口和增大散热面积来增加散热能力以及挡光板设计等措施能够满足当前星敏感器的散热要求，同时，主备份补偿电加热器能够满足星敏感器的低温保持要求从而控温效果更好。

Description

星敏感器控温装置

技术领域

本发明涉及星敏感器，具体地，涉及一种星敏感器控温装置。

背景技术

星敏感器作为飞行器姿轨控系统的重要部件，是飞行器运行过程中姿态调整控制的主要设备。星敏感器对温度较为敏感，过高或过低的温度、过大的温升和本身过大的温差均会影响星敏感器的精度、性能及寿命：温度过低或过高，星敏感器处理器没有处在最佳工作温度范围内，精度和性能得不到保证；温升过大或本身温差过大导致星敏感器热变形过大，影响星敏感器指向和精度；长期过高或过低的温度、过大的温升和本身过大的温差容易引起星敏感器热疲劳，影响星敏感器寿命。因此，星敏感器热控制对星敏感器乃至飞行器的可靠性至关重要。

星敏感器为飞行器本体外单机，受外热流影响大，温度变化较大；星敏感器长期工作，温度偏高；同时为了满足星敏感器的高精度和长寿命要求，星敏感器处理器要处在最佳工作温度范围，这就要求星敏感器头部的温度能在-20℃～-10℃范围内，比空间飞行器一般单机-20～45℃的指标要求相比严酷得多。因此，必须针对星敏感器受外热流影响大、长期工作、温度指标要求高等特点，采用合理有效的控温方法来保证星敏感器的工作温度。

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散热能力好、适应性强、可靠性高的星敏感器控温装置。利用本发明，不但达到了星敏感器的控温要求，且可靠性高，适应性强。由于星敏感器在星体之外，空间外热流能够直接作用于星敏感器头部，造成星敏感器头部温度变化过大，这是星敏感器头部不能承受的，而本装置中的能够阻挡外热流的挡光板设计由于受到结构和力学上的影响需要综合机热一体化设计和轻量化设计才能实现，因此普通技术人员很难实现在星敏感器头部位置开散热口。

根据本发明提供的星敏感器控温装置，包括星敏感器、遮光罩、法兰盘、安装支架、多层隔热组件以及加热器；

其中，星敏感器的头部安装在法兰盘的一侧且通过法兰盘连接安装支架；所述加热器设置在星敏感器头部；所述遮光罩连接在法兰盘的另一侧；所述遮光罩和所述安装支架的外表面均包覆多层隔热组件。

优选地，还包括热控涂层，所述热控涂层设置在法兰盘的非安装面和星敏感器的头部的外表面。

优选地，还包括挡光板，采用机热一体化设计思路，，在安装支架结构与力学等的设计中考虑挡光板的需求，挡光板与安装支架形成一体，且采用镂空的轻量化设计，并在挡光板上包覆多层隔热组件。

优选地，所述加热器包括相邻的主份加热器和备份加热器。

优选地，所述安装支架和挡光板采用碳纤维结构。

优选地，所述的多层隔热组件的最外层材料为F46镀银薄膜。

优选地，所述热控涂层采用白漆热控涂层。

优选地，还包括碳纤维腔体，碳纤维腔体连接所述安装支架，所述星敏感器设置在碳纤维腔体中，碳纤维腔体的一侧设置有散热口。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过开散热口以增大散热面积来增加散热能力以及挡光板设计以减少由于散热口的存在导致的外热流影响等措施能够满足当前星敏感器的散热要求，同时，主备份补偿电加热器能够满足星敏感器的低温保持要求从而控温效果更好；

2、本发明以被动热控制为主，电加热器主动热控制采取主备份设计，不存在系统的启动、终止和失效问题，控温可靠性高；

3.本发明中星敏感器与飞行器本体采取隔热安装和安装支架包覆多层隔热组件的热隔离措施，星敏感器控温完全独立且针对不同的星敏感器散热要求，可以对星敏感器散热口位置和挡光板的设计采取适应性调整。

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为本发明的结构示意图；

图2为采用传统控温方法的星敏感器工作时头部和遮光罩温度曲线图；

图3为采用本方法的星敏感器工作时头部和遮光罩温度曲线图。

图中：

1为星敏感器头部；

2为法兰盘；

3为遮光罩；

4为安装支架；

5为多层隔热组件；

6为热控涂层；

7为加热器；

8为挡光板。

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。

在本实施例中，如图1所示，本发明提供的星敏感器控温装置包括星敏感器头部1和遮光罩3安装在法兰盘2上，并通过法兰盘2安装于安装支架4上；安装支架4外侧包覆多层隔热组件5；星敏感器头部1外表面、法兰盘2的非安装面设置有热控涂层6；遮光罩3外表面包覆多层隔热组件5；星敏感器的头部1设置加热器7，加热器7设置主备份；在星敏感器的主要受照侧设置挡光板8，并在挡光板上包覆多层隔热组件5。

如图1所示，星敏感器通过法兰盘2与碳纤维安装支架4隔热安装，安装支架4包覆多层隔热组件5，将星敏感器与飞行器本体隔离，减少飞行器本体与星敏感器之间的热耦合，提高了设计的灵活性；星敏感器头部1、法兰盘2作为散热面，均采用低吸收率高发射率白漆热控涂层6处理，保证外表面吸收较小的外热流；本发明提供的星敏感器控温装置还包括碳纤维腔体，碳纤维腔体连接所述安装支架，所述星敏感器设置在碳纤维腔体中，碳纤维腔体侧面保留开口，增加了星敏感器头部1散热能力；加热器7的补偿加热保证了星敏感器的低温要求，加热器7的主备份设计保证了补偿措施的可靠性；星敏感器遮光罩3外表面包覆多层隔热组件5，设计挡光板8，减少外热流对星敏感器的影响。所述加热器包括相邻的主份加热器和备份加热器。即为采用主备份设计，主备份具体为正常情况下，主份加热器工作对星敏感器进行温度保持，当主份加热器出现故障或加热能力不足时，则备份加热器工作，保证仍然具有相应的加热能力。

图2为采用传统控温方法的星敏感器工作时头部和遮光罩温度曲线图；图3为采用本发明的星敏感器工作时头部和遮光罩温度曲线图。图中：同样的条件下，采用本发明的星敏感器头部工作温度比采用传统控温装置的工作温度低15℃左右，处于星敏感器处理器的最佳工作温度范围，提高星敏感器工作性能；采用本发明的星敏感器遮光罩温度比采用传统控温方法的温度低25～30℃，且能有效的抑制其温升范围，减少星敏感器的热变形，提高星敏感器工作精度和寿命。

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 (5)

1.一种星敏感器控温装置，其特征在于，包括星敏感器、遮光罩、法兰盘、安装支架、多层隔热组件以及加热器；

其中，星敏感器的头部安装在法兰盘的一侧且通过法兰盘连接安装支架；所述加热器设置在星敏感器头部；所述遮光罩连接在法兰盘的另一侧；所述遮光罩和所述安装支架的外表面均包覆多层隔热组件；

还包括热控涂层，所述热控涂层设置在法兰盘的非安装面和星敏感器的头部的外表面；

还包括挡光板，挡光板与安装支架形成一体，且采用镂空的轻量化设计，并在挡光板上包覆多层隔热组件；

还包括碳纤维腔体，碳纤维腔体连接所述安装支架，所述星敏感器设置在碳纤维腔体中，碳纤维腔体的一侧设置有散热口。

2.根据权利要求1所述的星敏感器控温装置，其特征在于，所述加热器包括相邻的主份加热器和备份加热器。

3.根据权利要求1所述的星敏感器控温装置，其特征在于，所述安装支架和挡光板采用碳纤维结构。

4.根据权利要求3所述的星敏感器控温装置，其特征在于，所述的多层隔热组件的最外层材料为F46镀银薄膜。

5.根据权利要求2所述的星敏感器控温装置，其特征在于，所述热控涂层采用白漆热控涂层。