CN105480440A - 应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，其特征在于，包括：仿真地球辐射板、支撑底座、伸缩杆、套杆、连接杆、隔热环、连接杆抓爪；仿真地球辐射板由电热地球红外模拟源板制成，所述仿真地球辐射板前表面为均热板，所述仿真地球辐射板的表面做黑色处理。本发明中的仿真地球辐射盘达到较好的温度均匀性与长时间工作温度稳定性，达到了较高的技术指标水平；提高三轴气浮台系统模拟地球热辐射的通用性。

Description

应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器

技术领域

本发明涉及一种地球模拟器，具体涉及一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器。

背景技术

地球模拟器为地球敏感器提供热辐射输入信号，根据应用于不同轨道的卫星试验主要可分为两大类：适用于高轨道和适用于中低轨道。

适用于高轨道的地球模拟器通过仿真地球圆盘特征体现地球的特性，主要有两种形式：准直型和非准直型。准直型具有准直物镜，输出准直光束来仿真无穷远目标，对敏感器光学系统而言较接近在轨情况，精度较高，但比较复杂，在三轴气浮台上难以应用。非准直型则是将仿真用地球圆盘放置在距地球敏感器有限而较短的距离上来仿真无穷远目标，虽然对地球敏感器光学系统来说会有一定误差，但装置比较简单，相对易于实现。

适用于中低轨的地球模拟器通过仿真地球弦宽来体现地球的特性，形式和结构多种多样。通过改变非准直型地球模拟器与地敏的距离，也可以实现对地球弦宽的改变。

目前国内研究所或高校多研究小型准直型地球模拟器，地球圆盘直径多小于300mm，非准直型地球模拟器虽有较大尺寸，但多为固定安装，并且温度均匀度较差，难以应用于三轴气浮台。因此，有必要设计一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器解决温度均匀性差、温度稳定性低等问题。

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应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器。

根据本发明提供的一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，包括：仿真地球辐射板、支撑底座、伸缩杆、套杆、连接杆、隔热环、连接杆抓爪；

所述仿真地球辐射板通过所述连接杆抓爪与所述连接杆连接；所述连接杆螺接于所述伸缩杆上；所述伸缩杆被套于所述套杆内；所述套杆上标记有刻度尺，刻度尺通过测量伸缩杆相对于套杆的相对位置得到所述仿真地球辐射板的高度位置；

所述套杆底部与所述支撑底座连接，所述套杆能够在所述支撑底座上水平滑动；所述支撑底座上标记有刻度尺，通过测量套杆与支撑底座的相对位置以得到所述仿真地球辐射板的水平位置；

所述仿真地球辐射板与所述连接杆抓爪之间通过所述隔热环隔热，所述连接杆与所述伸缩杆连接处采用聚四氟乙烯做绝热处理，所述伸缩杆与所述套杆之间无隔热，所述套杆与所述支撑底座之间无隔热。

优选地，所述伸缩杆与所述套杆滑配连接。

优选地，所述仿真地球辐射板由电热地球红外模拟源板制成，所述仿真地球辐射板前表面为均热板，所述仿真地球辐射板的表面做黑色处理。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明中的仿真地球辐射盘达到较好的温度均匀性与长时间工作温度稳定性，达到了较高的技术指标水平；提高三轴气浮台系统模拟地球热辐射的通用性。

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为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器正视结构图。

图2为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器侧视结构图。

图3为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器后视结构图。

图4为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器仿真地球辐射板的连接杆。

图5为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器仿真地球辐射板的连接杆安装示意。

图6为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器上下移动结构。

图7为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器前后移动结构。

图8为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器温度控制装置原理图。

图9为本发明实施例中应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器仿真地球辐射板薄膜电加热片布局示意。

图中：1-仿真地球辐射板；2-支撑底座；3-伸缩杆；4-套杆；5-连接杆；6-隔热环；7-连接杆抓爪；8-薄膜电加热片。

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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

本发明提供的一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，主要由仿真地球辐射板、安装支架以及温度控制装置组成。所述仿真地球辐射板的功能是模拟地球的热辐射，所述安装支架用于支撑仿真地球辐射板，并能实现仿真地球辐射板的上下及前后移动，所述温度控制装置主要实现仿真地球辐射板实时表面温度精确测定和控制。

所述仿真地球辐射板的设计是根据系统仿真实验布局综合考虑，从地球敏感器的位置观察地球仿真器符合卫星在轨运行条件下的地球视张角，以保证弦宽测量的要求。所述仿真地球辐射板由电热地球红外模拟源板制成，功能是模拟地球的热辐射。它的前表面为均热板，表面做黑色处理。

所述安装支架分为三部分：用于支撑仿真地球辐射板的伸缩杆，用于连接伸缩杆并起到上下移动的套杆，用于连接套杆的底座支架。

所述温度控制装置由直流稳压电源、固态继电器、温控表、薄膜电加热片、温度传感器等组成。其中，所述的薄膜加热片被分为多个加热区域，每个加热区采用独立的PID调节参数。

针对三轴气浮台上非准直地球模拟器的各项指标：

①热圆盘直径：Ф500mm；

②地球辐射板表面温度不均匀性为±0.5℃；

③地球辐射板表面温度稳定性：长时间工作时为±0.2℃；

④热源温度范围：25℃(室温)～70℃；

⑤地球模拟器无故障连续工作至少10小时。

更为具体地，如图1、图2、图3所示，本发明实施例提供了一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，包括仿真地球辐射板1、支撑底座2、伸缩杆3、套杆4、连接杆5、隔热环6、连接杆抓爪7。所述仿真地球辐射板1通过所述连接杆抓爪7与所述连接杆5连接，部件之间的连接均采用螺钉连接。所述连接杆5螺接于所述伸缩杆3上。所述伸缩杆3再与所述套杆4连接，所述套杆4设计为腰形孔，保证所述伸缩杆3在所述套杆4内的一定位移，并在所述套杆4上标记刻度尺，按照刻度尺可知所述仿真地球辐射板1的高度位置。所述套杆4底部与所述支撑底座2连接，并可在所述支撑底座2上滑动，同样在所述支撑底座2上标记刻度尺，方可知所述仿真地球辐射板1的水平位置。所述仿真地球辐射板1与所述连接杆抓爪7之间通过所述隔热环6隔热，所述连接杆5与所述伸缩杆3连接处采用聚四氟乙烯做绝热处理，所述伸缩杆3与所述套杆4之间，所述套杆4与所述支撑底座2之间无隔热。

图4展示了所述连接杆抓爪7与所述连接杆5之间的连接方式。图5展示了所述连接杆5由两个结构不同的部件通过卡槽定位连接而成。图6和图7分别展示了实现所述仿真地球辐射板1上下和前后位移的结构细节。

图8为三轴气浮台用开放式地球模拟器温度控制装置原理图。表明了加热方式和控温模式，为保证所述仿真地球辐射板1的整体均匀度，采取了分区控制的手段。如图9所示，合理布局所述薄膜电加热片8以及传感器位置，能达到良好的控温效果。控温过程为实时PID调节，为减小对流空气的影响，在所述仿真地球辐射板背面包覆保温材料。

将本具体实施应用于三轴气浮台系统中，经调试，所述仿真地球辐射板1的温度范围从室温可达80℃，温度均匀度能达到±0.3℃，10小时连续稳定运行下温度稳定度可达到±0.2℃。

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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (3)

1.一种应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，其特征在于，包括：仿真地球辐射板、支撑底座、伸缩杆、套杆、连接杆、隔热环、连接杆抓爪；

所述仿真地球辐射板通过所述连接杆抓爪与所述连接杆连接；所述连接杆螺接于所述伸缩杆上；所述伸缩杆被套于所述套杆内；所述套杆上标记有刻度尺，刻度尺通过测量伸缩杆相对于套杆的相对位置得到所述仿真地球辐射板的高度位置；

所述套杆底部与所述支撑底座连接，所述套杆能够在所述支撑底座上水平滑动；所述支撑底座上标记有刻度尺，通过测量套杆与支撑底座的相对位置以得到所述仿真地球辐射板的水平位置；

所述仿真地球辐射板与所述连接杆抓爪之间通过所述隔热环隔热，所述连接杆与所述伸缩杆连接处采用聚四氟乙烯做绝热处理，所述伸缩杆与所述套杆之间无隔热，所述套杆与所述支撑底座之间无隔热。

2.根据权利要求1所述的应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，其特征在于，所述伸缩杆与所述套杆滑配连接。

3.根据权利要求1所述的应用于三轴气浮台的开放式地球模拟器，其特征在于，所述仿真地球辐射板由电热地球红外模拟源板制成，所述仿真地球辐射板前表面为均热板，所述仿真地球辐射板的表面做黑色处理。