CN105792390A - 一种电模拟同位素核源用发热体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电模拟同位素核源用发热体。本发明属于空间用电模拟同位素核源技术领域。一种电模拟同位素核源用发热体，其特点是：电模拟同位素核源用发热体由电加热回路、内部绝缘架构和外壳部件构成；电加热回路采用螺旋形结构；内部绝缘架构为成形能力强的可加工陶瓷材料制作而成，按照电加热回路的形状进行绝缘结构加工；采用陶瓷封接件作为电加热回路与外接电源的电接口，实现外壳部件的全密封。本发明具有整体抗力学性能好，外壳结构整体密封，能够防止腐蚀，安全可靠性高，有效保障电模拟同位素核源长期工作运行等优点。

Description

一种电模拟同位素核源用发热体

技术领域

本发明属于空间用电模拟同位素核源技术领域，特别是涉及一种电模拟同位素核源用发热体。

背景技术

目前，以月球、火星探测具有非常深刻的技术价值和社会价值。而由于深空探测所处的环境条件比较苛刻，其环境温度可以达到-170℃，在这种环境条件下，许多设备都无法正常工作，需要热源进行保温，同时深空处太阳光强度减弱，太阳能电池的效率严重下降，需要其他电源供电。采用同位素温差电池可以有效解决这一问题。利用其内部同位素核源所产生的辐射热量，既可以通过热电转换装置转化成电能供卫星使用，又可以利用热量为卫星上的设备保温。由于放射性同位素核源的热量主要通过核衰变产生，因此核源是具有一定放射性的。在进行各种地面试验时，出于安全方面的考虑，需要使用电模拟同位素核源来代替同位素核源，以减小辐射对人体的危害。而对于电模拟同位素核源来说主要功能是代替同位素核源进行放热，因此其发热体部分的制备就成为整个电模拟同位素核源制备的关键技术。

而目前使用的电模拟同位素核源发热体主要按照普通环境下使用的标准进行设计，没有考虑到空间应用时所需要承受的力学环境，以及长寿命工作的问题。据此设计出的电模拟同位素核源不能通过空间用产品所要求的力学环境试验，同时发热体在长时间工作状态下其电加热丝也容易发生断裂，造成加热电路发生断路，发热体整体失效等技术问题。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种电模拟同位素核源用发热体。

本发明的目的是提供一种具有整体抗力学性能好，外壳结构整体密封，能够防止腐蚀，安全可靠性高，有效保障电模拟同位素核源长期工作运行等特点的电模拟同位素核源用发热体。

本发明综合考虑了电模拟同位素核源的力学试验的技术要求以及电加热丝断裂的机理分析，提出了一种电模拟同位素核源用发热体。

本发明电模拟同位素核源用发热体所采取的技术方案是：

一种电模拟同位素核源用发热体，其特点是：电模拟同位素核源用发热体由电加热回路、内部绝缘架构和外壳部件构成；电加热回路采用螺旋形结构；内部绝缘架构为成形能力强的可加工陶瓷材料制作而成，按照电加热回路的形状进行绝缘结构加工；采用陶瓷封接件作为电加热回路与外接电源的电接口，实现外壳部件的全密封。

本发明电模拟同位素核源用发热体还可以采用如下技术方案：

所述的电模拟同位素核源用发热体，其特点是：螺旋形电加热回路采用铁铬铝合金材料。

所述的电模拟同位素核源用发热体，其特点是：电加热回路的电加热丝与陶瓷封接件的电极柱焊接在一起，并整体在发热体外壳内进行焊接密封。

本发明具有的优点和积极效果是：

电模拟同位素核源用发热体由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明针对原有电模拟同位素核源发热体抗力学能力差、长时间工作可靠性低的缺点，创新地提出使用可加工性好的陶瓷材料制作内部绝缘结构，可以按照内部电加热回路的结构进行绝缘结构的设计，保证绝缘结构对电加热回路的固定效果，提高了其整体的抗力学性能。同时以陶瓷封接件作为电加热回路与外接电源的电接口，实现了外壳结构的整体密封，可以防止电模拟同位素核源发热体外部的有害气体进入发热体内部，对其电加热回路产生腐蚀，有效提高了电模拟同位素核源长期工作的可靠性。

附图说明

图1为本发明的电模拟同位素核源发热体的结构示意图。

图中，1-电极柱；2-对外电接口；3-发热体外壳；4-电加热回路；5-内部绝缘结构。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1

参阅附图1。

一种电模拟同位素核源用发热体，由电加热回路4、内部绝缘架构5和外壳3部件构成；电加热回路4采用铁铬铝合金材料，电加热回路4设计成螺旋形结构；内部绝缘架构5为成形能力强的可加工陶瓷材料制作而成，按照电加热回路4的形状进行绝缘结构加工；采用陶瓷封接件作为电加热回路与外接电源的电接口，实现外壳部件的全密封。

本实施例的具体结构和制作过程：

本实施例中所设计的电模拟同位素核源发热体由外壳、电加热回路、内部绝缘结构以及对外电接口构成。

首先依据电模拟同位素核源的功率要求，设计电加热回路所用电加热丝的长度及形状，并进行电加热丝的制作。根据电加热丝的长度形状设计内部绝缘结构的形状结构，并使用可加工陶瓷进行加工；将电加热丝穿入内部绝缘结构中，使电加热丝完全固定。

将作为对外电接口的陶瓷封接件与外壳上盖与焊接在一起；把电加热丝与陶瓷封接件的电极柱焊接在一起，并整体放入发热体外壳内进行焊接密封。

本实施例将装好的电模拟同位素核源发热体进行加电试验：

力学环境试验：将电模拟同位素核源发热体进行鉴定级的随机振动、正弦振动、加速度以及冲击试验，试验后测试电加热回路电阻与测试前相同，电加热回路没有发生断裂。

热真空试验：对电模拟同位素核源发热体开展热真空试验，输入功率120W的条件下，发热体壁面温度为250℃，试验时间3个月，发热体在试验期内工作正常。

本实施例具有所述的整体抗力学性能好，外壳结构整体密封，能够防止腐蚀，安全可靠性高，有效保障电模拟同位素核源长期工作运行等积极效果。

Claims (3)

1.一种电模拟同位素核源用发热体，其特征是：电模拟同位素核源用发热体由电加热回路、内部绝缘架构和外壳部件构成；电加热回路采用螺旋形结构；内部绝缘架构为成形能力强的可加工陶瓷材料制作而成，按照电加热回路的形状进行绝缘结构加工；采用陶瓷封接件作为电加热回路与外接电源的电接口，实现外壳部件的全密封。

2.根据权利要求1所述的电模拟同位素核源用发热体，其特征是：螺旋形电加热回路采用铁铬铝合金材料。

3.根据权利要求1或2所述的电模拟同位素核源用发热体，其特征是：电加热回路的电加热丝与陶瓷封接件的电极柱焊接在一起，并整体在发热体外壳内进行焊接密封。