CN106197674B - 一种新型面式热沉测温装置及标定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型面式热沉测温装置，所述面式热沉测温装置包括真空罐、红外测温系统、热沉、标定温度传感器、标定测温电缆、计算机、控温电缆A、红外测温电缆、程控电源、控温电缆B；其中，红外测温系统包括红外热像仪、加热片A、多层A、温度传感器A、云台、加热片B、多层B、温度传感器B、云台安装板、真空罐安装接口。本发明还提供了一种新型面式热沉测温装置的标定方法，本发明将红外热像仪改装后引入真空低温环境下，可将热沉由传统的单点测温升级为面式测温，同时利用高精度标定温度传感器对红外测温系统进行标定修正，可实现‑196℃~100℃大温区温度测量。
Description
技术领域
本发明涉及热沉测温，具体地，涉及一种新型面式热沉测温装置及标定方法。
背景技术
热沉主要用于模拟太空的冷黑环境，实现卫星空间环境试验，为保证试验结果的可靠性，需要实时监测热沉温度。目前热沉测温普遍采用局部表面粘贴热电偶、热电阻等温度传感器的方式实现，但由于测点有限，而热沉为支管焊接翅片结构，各支管相对独立，无法实现全面有效监测，尤其是不规则热沉结构，该方式应用效果受限。
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新型面式热沉测温装置及标定方法，将红外热像仪改装后引入真空低温环境下，可将热沉由传统的单点测温升级为面式测温，同时通过温度标定，有效扩大红外热像仪的测温范围。
根据本发明提供的一种新型面式热沉测温装置，包括真空罐（1）、红外测温系统（2）、热沉（3）、标定温度传感器（4）、标定测温电缆（5）、计算机（6）、控温电缆A（7）、红外测控电缆（8）、程控电源（9）、控温电缆B（10）；其中，所述热沉（3）位于真空罐（1）内部，红外测温系统（2）位于热沉（3）内，计算机（6）、控温电缆A（7）、程控电源（9）位于真空罐（1）外部；所述标定温度传感器（4）安装在热沉（3）内表面上，标定测温电缆（5）一端与标定温度传感器（4）连接，另一端穿过真空罐（1）、热沉（3）通过控温电缆B（10）与计算机（6）连接。
进一步，所述红外测温系统（2）包括红外热像仪（201）、加热片A（202）、多层A（203）、温度传感器A（204）、云台（205）、加热片B（206）、多层B（207）、温度传感器B（208）、云台安装板（209）、真空罐安装接口（210）；
其中，所述加热片A（202）和温度传感器A（204）粘贴在红外热像仪（201）外表面，多层A（203）包裹在加热片A（202）、温度传感器A（204）和红外热像仪（201）外；
所述加热片B（206）温度传感器B（208）粘贴在云台（205）外表面，多层B（207）包裹在加热片B（206）、温度传感器B（208）和云台（205）外；
所述红外热像仪（201）安装在云台（205）上，云台（205）通过云台安装板（209）安装在真空罐安装接口（210）上，真空罐安装接口（210）焊接在真空罐（1）上；
所述红外热像仪（201）、云台（205）通过红外测控电缆（8）与计算机（6）连接；所述加热片A（202）、温度传感器A（204）、加热片B（206）、温度传感器B（208）通过控温电缆A（7）与程控电源（9）连接，通过控温电缆B（10）与计算机（6）连接。
优选地，所述红外热像仪（201）和云台（205）均经过无油化处理。
本发明的另一技术方案在于，提供了一种新型面式热沉测温装置的标定方法，包括如下步骤：
步骤1：装置各部分确认正常后，调整云台（205），将红外热像仪（201）对准粘贴有标定温度传感器（4）的热沉区域；
步骤2：真空罐（1）抽真空；
步骤3：建立真空环境后，开启程控电源（9），通过计算机启动云台（205）、红外热像仪（201）控温程序，根据温度传感器A（204）、温度传感器B（208）的温度数据实时控制程控电源（9）对加热片A（202）、加热片B（206）的输出，实现云台（205）、红外热像仪（201）控温；
步骤4：计算机（6）采集标定温度传感器（4）的实时数据，获取热沉（3）的温度；
步骤5：开启红外热像仪（201），通过计算机（6）采集红外热像仪（201）的温度实时数据；
步骤6：根据数据比对，在程序界面对红外热像仪（201）进行常温环境稳态标定修正；
步骤7：热沉（3）通液氮，实时采集标定温度传感器（4）和红外热像仪（201）的数据进行比对分析；
步骤8：建立稳定的液氮环境后，实时采集标定温度传感器（4）和红外热像仪（201）的稳态数据，据此对红外热像仪（201）进行低温环境稳态数据标定；
步骤9：停止对热沉（3）通液氮，热沉温度缓慢自然回升，获取标定温度传感器（4）和红外热像仪（201）的准稳态数据，据此对红外热像仪（201）进行低温环境进一步标定修正；
步骤10：热沉（3）回温至约-30℃时，热沉（3）通入热氮气加热，继续采集数据，进行高温阶段的红外热像仪（201）标定修正。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用红外热像仪测温，可实现面式测温，测温区域大，温度分布直观真实，避免传统点式测温无法有效获取温度分布的缺点；
2、本发明采用高精度标定温度传感器标定，可将红外热像仪的测量下限由-50℃左右拓展至-196℃；同时通过温控措施及无油化处理实现了红外热像仪和云台在真空低温环境下的工作；
3、本发明采用高精度标定温度传感器配合红外热像仪，可实现测量结果的实时修正，可有效提升红外热像仪的测量精度。
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为本发明的新型面式热沉测温装置结构示意图；
图2为本发明的新型面式热沉测温装置中红外测温系统组成示意图。
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，本发明提供的一种新型面式热沉测温装置及标定方法，包括真空罐1、红外测温系统2、热沉3、标定温度传感器4、标定测温电缆5、计算机6、控温电缆A7、红外测控电缆8、程控电源9、控温电缆B10。所述热沉3位于真空罐1内部，红外测温系统2位于热沉3内，计算机6、控温电缆A7、程控电源9位于真空罐1外部；所述标定温度传感器4安装在热沉3内表面上，标定测温电缆5一端与标定温度传感器4连接，另一端穿过真空罐1、热沉3与计算机6连接。
所述红外测温系统2包括红外热像仪201、加热片A202、多层A203、温度传感器A204、云台205、加热片B206、多层B207、温度传感器B208、云台安装板209、真空罐安装接口210；所述加热片A202和温度传感器A204粘贴在红外热像仪201外表面，多层A203包裹在加热片A202、温度传感器A204和红外热像仪201外；所述加热片B206温度传感器B208粘贴在云台205外表面，多层B207包裹在加热片B206、温度传感器B208和云台205外；所述红外热像仪201安装在云台205上，云台205通过云台安装板209安装在真空罐安装接口210上，真空罐安装接口210焊接在真空罐1上；所述红外热像仪201、云台205通过红外测控电缆8与计算机6连接；所述加热片A202、温度传感器A204、加热片B206、温度传感器B208通过控温电缆A7与程控电源9连接，通过控温电缆B10与计算机6连接。
所述红外热像仪201和云台205均经过无油化处理，可适用于真空环境；
当使用本发明提供的新型面式热沉测温装置及标定方法时，标定流程如下：
步骤1：装置各部分确认正常后，调整云台205，将红外热像仪201对准粘贴有标定温度传感器4的热沉区域；
步骤2：真空罐1抽真空；
步骤3：建立真空环境后，开启程控电源9，通过计算机启动云台205、红外热像仪201控温程序，根据温度传感器A204、温度传感器B208的温度数据实时控制程控电源9对加热片A202、加热片B206的输出，实现云台205、红外热像仪201控温；
步骤4：计算机6采集标定温度传感器4的实时数据，获取热沉3的温度；
步骤5：开启红外热像仪201，通过计算机6采集红外热像仪201的温度实时数据；
步骤6：根据数据比对，在程序界面对红外热像仪201进行常温环境稳态标定修正；
步骤7：热沉3通液氮，实时采集标定温度传感器4和红外热像仪201的数据进行比对分析；
步骤8：建立稳定的液氮环境后，实时采集标定温度传感器4和红外热像仪201的稳态数据，据此对红外热像仪201进行低温环境稳态数据标定；
步骤9：停止对热沉3通液氮，热沉温度缓慢自然回升，获取标定温度传感器4和红外热像仪201的准稳态数据，据此对红外热像仪201进行低温环境进一步标定修正。
步骤10：热沉3回温至约-30℃时，热沉3通入热氮气加热，继续采集数据，进行高温阶段的红外热像仪201标定修正。
当使用本发明提供的新型面式热沉测温装置及标定方法时，工作流程如下：
步骤1：装置各部分确认正常后，调整云台205，将红外热像仪201对准粘贴有标定温度传感器4的热沉区域；
步骤2：真空罐1抽真空；
步骤3：建立真空环境后，开启程控电源9，通过计算机启动云台205、红外热像仪201控温程序，根据温度传感器A204、温度传感器B208的温度数据实时控制程控电源9对加热片A202、加热片B206的输出，实现云台205、红外热像仪201控温；
步骤4：开启红外热像仪201，通过计算机6采集红外热像仪201的温度实时数据；
步骤5：热沉3通液氮，实时采集标定温度传感器4和红外热像仪201的数据，获取热沉温度，通过调整云台205可获取热沉3不同区域的温度。
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 (4)
1.一种新型面式热沉测温装置，其特征在于，包括真空罐（1）、红外测温系统（2）、热沉（3）、标定温度传感器（4）、标定测温电缆（5）、计算机（6）、控温电缆A（7）、红外测控电缆（8）、程控电源（9）、控温电缆B（10）；
其中，所述热沉（3）位于真空罐（1）内部，红外测温系统（2）位于热沉（3）内，计算机（6）、控温电缆A（7）、程控电源（9）位于真空罐（1）外部；
所述标定温度传感器（4）安装在热沉（3）内表面上，标定测温电缆（5）一端与标定温度传感器（4）连接，另一端穿过真空罐（1）、热沉（3）与计算机（6）连接；红外测温系统（2）通过红外测控电缆（8）与计算机（6）连接；红外测温系统（2）通过控温电缆B（10）与程控电源（9）连接；程控电源（9）通过控温电缆A（7）与计算机（6）连接。
2.根据权利要求1所述的新型面式热沉测温装置，其特征在于，所述红外测温系统（2）包括红外热像仪（201）、加热片A（202）、多层A（203）、温度传感器A（204）、云台（205）、加热片B（206）、多层B（207）、温度传感器B（208）、云台安装板（209）、真空罐安装接口（210）；
其中，所述加热片A（202）和温度传感器A（204）粘贴在红外热像仪（201）外表面，多层A（203）包裹在加热片A（202）、温度传感器A（204）和红外热像仪（201）外；
所述加热片B（206）温度传感器B（208）粘贴在云台（205）外表面，多层B（207）包裹在加热片B（206）、温度传感器B（208）和云台（205）外；
所述红外热像仪（201）安装在云台（205）上，云台（205）通过云台安装板（209）安装在真空罐安装接口（210）上，真空罐安装接口（210）焊接在真空罐（1）上；
所述红外热像仪（201）、云台（205）通过红外测控电缆（8）与计算机（6）连接；所述加热片A（202）、温度传感器A（204）、加热片B（206）、温度传感器B（208）通过控温电缆A（7）与程控电源（9）连接，通过控温电缆B（10）与计算机（6）连接。
3.根据权利要求 2所述的新型面式热沉测温装置，其特征在于，所述红外热像仪（201）和云台（205）均经过无油化处理。
4.根据权利要求2所述的新型面式热沉测温装置的标定方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：装置各部分确认正常后，调整云台（205），将红外热像仪（201）对准粘贴有标定温度传感器（4）的热沉区域；
步骤2：真空罐（1）抽真空；
步骤3：建立真空环境后，开启程控电源（9），通过计算机启动云台（205）、红外热像仪（201）控温程序，根据温度传感器A（204）、温度传感器B（208）的温度数据实时控制程控电源（9）对加热片A（202）、加热片B（206）的输出，实现云台（205）、红外热像仪（201）控温；
步骤4：计算机（6）采集标定温度传感器（4）的实时数据，获取热沉（3）的温度；
步骤5：开启红外热像仪（201），通过计算机（6）采集红外热像仪（201）的温度实时数据；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |