CN109693812A - 一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统及方法，所述系统包括：多个容纳单元，其中的每个容纳单元用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接并且通过机械连接进行固定；多个连接器，其中的每个连接器用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，电气连接能够为空间实验设备提供电源连接和数据连接；背板，用于固定多个容纳单元和多个连接器，用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中形成经过汇聚的数据线。
Description
技术领域
本申请涉及科学实验设备领域，并且更具体地，涉及一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统及方法。
背景技术
空间站主要是利用太空的特殊环境(例如辐射、真空、微重力)进行地面无法进行的科学实验。越来越多的科学实验促进了医药、生物、环境科学等方面的发展，並加深了人类对宇宙的了解。为了人能够长期适应太空环境，在空间站上也进行了很多有关人体在太空中变化的实验。
现有在系统上进行实验的空间实验设备，在设备出现故障时，不能做到独立断电，或单独空间实验设备的拆装。
因此，需要一种技术，以解决对空间站系统中空间实验设备可拆卸及模拟测试的问题。
发明内容
本发明提供一种用于容纳多个空间实验设备的系统，以解决系统内进行实验的空间实验设备的可拆卸的问题。
本申请提供一种用于容纳多个空间实验设备的系统，其中所述多个空间实验设备用于在太空中运行的空间站内进行科学实验，所述系统包括：
多个容纳单元，所述多个容纳单元中的每个容纳单元用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接并且通过所述机械连接对所述相对应的空间实验设备进行固定；
多个连接器，所述多个连接器中的每个连接器用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，所述可拆卸式的电气连接能够为所述相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接；
背板，用于固定所述多个容纳单元和多个连接器，所述背板包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线；
主固定架，用于将所述系统固定在所述空间站的特定位置处；以及
辅助固定架，所述辅助固定架位于所述主固定架与所述背板之间，用于对所述主固定架进行加固并且所述辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线。
优选地，所述经过汇聚的电源线与统一电源接口连接，以经由所述统一电源接口获取电力输入。
优选地，所述经过汇聚的数据线与统一数据接口连接，以经由所述统一数据接口与外部设备连接。
优选地，所述统一数据接口在接收到所述外部设备所发送的数据包时，对所述数据包进行解析以获取目的地址。
优选地，所述统一数据接口根据所述目的地址将所述数据包发送给多个空间实验设备中的目的空间实验设备。
优选地，还包括电源装置，用于通过所述统一电源接口为所述系统中的多个空间实验设备提供电力。
优选地，所述多个空间实验设备中的每个均具有内部温度传感器，所述内部温度传感器用于检测空间实验设备的设备温度，当特定空间实验设备的设备温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第一告警消息。
优选地，还包括设置于所述多个空间实验设备外部的外部温度传感器，所述外部温度传感器用于检测所述系统的整体运行温度，当所述整体运行温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第二告警消息。
优选地，还包括水冷单元，用于根据外部设备发送的第一启动指令，对所述系统进行降温处理。
优选地，还包括水冷单元，用于根据外部设备发送的第二启动指令，对所述系统内多个空间实验设备中的一个或多个空间实验设备进行降温处理。
优选地，所述系统还包括：载荷模拟设备，用于使用多个加热片中至少一个加热片来模拟所述多个空间实验设备中的一个或多个空间实验设备的功率消耗，按照每个加热片的功率将所述多个加热片分配为至少一组并且将每组加热片放置在独立的冷板上，以实现对所述一个或多个空间实验设备的发热模拟；在所述每块冷板的一侧和另一侧均附着至少一路温度传感器；所述每块冷板均通过独立的水冷支路进行散热，从而在所述一个或多个空间实验设备进行发热模拟后实现对所述冷板的温度进行控制；
模拟控制设备，根据所接收的所述一个或多个空间实验设备的功率参数为每个空间实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出；以及
所述模拟控制设备根据每块冷板的温度和运行温度确定载荷模拟设备的运行状态，并且根据所述运行状态来控制水冷却支路对所述载荷模拟设备进行水冷散热的排热量；
漏热生成设备，用于根据所述科学实验柜的漏热参数，通过漏热加热片进行漏热功率输出以模拟所述科学实验柜的运行温度；以及
温度采集设备，根据对所述温度传感器的测量来确定载荷模拟设备内每块冷板的温度，并且通过温度传感器测量所述科学实验的运行温度，将每块冷板的温度和所述科学实验柜内的运行温度发送给模拟控制设备。
优选地，所述模拟控制设备还包括多路集电极开路接口0C，所述集电极开路接口0C用于控制所述加热片的断开或连通状态。
优选地，所述加热片至少与4路28V电源输入相连接，或所述加热片至少与4路100V电源输入相连接。
优选地，所述每路28V电源输入的所述加热片最大总热耗为140W，并且所述4路28V电源输入所述加热片最大热耗总和为440W；所述每路28V电源输入所述加热片最大功耗的调节精度小于20W。
优选地，所述4路100V中的1路电源输入所述加热片最大总热耗为1200W，并且所述3 路100V电源输入所述加热片最大热耗总和为500W；所述每路100V电源输入所述加热片最大功耗的调节精度小于20W。
优选地，所述每块冷板在如下所述的水冷支路条件下的散热量大于700W；
所述每路冷却支路流体回路入口流体温度为19℃至28℃；所述每路冷却支路流体液体回路的总设计最大流量为90L/hr；所述每路冷却支路流体回路最大流阻小于15kPa。
优选地，所述系统通过支耳连接于空间站科学实验柜背板。
优选地，所述系统通过多个加热片，实不同功率的漏热功率输出。
优选地，所述多个加热片的输出功率按等比数列进行设计，所述加热片的最小输出功率为5W。
优选地，所述多个加热片的输出功率按等差数列进行设计，所述加热片的最小输出功率为5W。
优选地，所述加热片直接贴装在所述冷板表面，所述加热片外部加装隔热材料。
优选地，所述实现对所述每个科学实验设备发热模拟后所述冷板的温度进行控制包括：将所述冷板的温度控制为不超过45℃。
优选地，所述温度传感器采样精度为±1℃，所述温度传感器采样周期为500ms。
优选地，所述温度传感器为MF501热敏电阻。
基于本发明的另一方面，提供一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法，其中所述多个空间实验设备用于在太空中运行的空间站内进行科学实验，所述方法包括：
使用多个容纳单元中的每个容纳单元与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接，并且通过所述机械连接对所述相对应的空间实验设备进行固定；
使用多个连接器中的每个连接器与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，所述可拆卸式的电气连接能够为所述相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接；
使用背板固定所述多个容纳单元和多个连接器，所述背板包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线；
使用主固定架将所述系统固定在所述空间站的特定位置处；
使用位于所述主固定架与所述背板之间的辅助固定架，所述辅助固定架用于对所述主固定架进行加固并且所述辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线；
使用多个加热片中至少一个加热片来模拟所述科学实验柜中多个科学实验设备中的每个科学实验设备的功率消耗，按照每个加热片的功率将所述多个加热片分配为至少一组并且将每组加热片放置在独立的冷板上，以实现对所述每个科学实验设备的发热模拟；在所述每块冷板的一侧和另一侧均附着至少一路温度传感器；所述每块冷板均通过独立的水冷支路进行散热，从而在所述每个科学实验设备进行发热模拟后实现对所述冷板的温度进行控制；
根据所接收的科学实验柜内每个科学实验设备的功率参数为每个科学实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出；以及
根据每块冷板的温度和所述科学实验柜内的运行温度确定载荷模拟设备的运行状态，并且根据所述运行状态来控制水冷却支路对所述载荷模拟设备进行水冷散热的排热量；
根据所述科学实验柜的漏热参数，通过漏热加热片进行漏热功率输出以模拟所述科学实验柜的运行温度；以及
根据对所述温度传感器的测量来确定载荷模拟设备内每块冷板的温度，并且通过温度传感器测量所述科学实验的运行温度，将每块冷板的温度和所述科学实验柜内的运行温度发送给模拟控制设备。
本申请提供一种用于容纳多个空间实验设备的系统，通过多个容纳单元将进行空间实验设备进行固定，每个空间实验设备通过与其对应的连接器与外部设备进行电源连接和数据连接。包括电源接口和数据接口的连接器安装于系统的背板上，使空间实验设备可单独进行拆卸。系统通过主固定架进行固定，主固定架及背板之间通过辅助固定架进行固定。本申请的辅助固定架上设置凹槽，用于容纳汇聚的电源线和汇聚的数据线。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1-a和图1-b为根据本发明实施方式一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统的结构示意图；
图1-c为根据本发明实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统的载荷模拟设备和模拟控制设备的结构示意图；
图2-1，2-2，2-3，2-4为根据本发明一实施方式的冷板上加热片分布示意图；以及
图3为根据本发明一实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法流程图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1-a和图1-b为根据本发明实施方式一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统的结构示意图。本申请实施方式提供一种用于容纳多个空间实验设备的系统，通过多个容纳单元将进行空间实验设备进行固定，固定在容纳单元的每个空间实验设备通过与其对应的连接器与外部设备进行电源连接和数据连接。本申请实施方式中包括电源接口和数据接口的连接器安装于系统的背板上，使空间实验设备可单独进行拆卸。系统通过主固定架进行固定，主固定架及背板之间通过辅助固定架进行固定。本申请的辅助固定架上设置凹槽，用于容纳汇聚的电源线和汇聚的数据线。如图1-a和图1-b所示，一种用于容纳多个空间实验设备的系统100包括：
多个容纳单元101-1，101-2，101-3...101-n，多个容纳单元中的每个容纳单元用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接并且通过机械连接对相对应的空间实验设备进行固定。实验设备固定在容纳单元内进行实验。
多个连接器102-1，102-2，102-3...102-n，多个连接器中的每个连接器用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，可拆卸式的电气连接能够为相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接。本申请中，多个连接器固定在系统100的背板105上，多个连接器与对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，通过电气连接为空间实验设备提供电源连接和数据连接。
背板105，用于固定多个容纳单元101-1，101-2，101-3...101-n和多个连接器102-1， 102-2，102-3...102-n，背板105包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层。背板上105固定的与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线。
主固定架103，用于将系统固定在空间站的特定位置处。
辅助固定架104-1，104-2，104-3...104-n，辅助固定架位于主固定架与背板之间，用于对主固定架进行加固并且辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线。
本申请中，经过汇聚的电源线与统一电源接口连接，以经由统一电源接口获取电力输入。
本申请中，经过汇聚的数据线与统一数据接口连接，以经由统一数据接口与外部设备连接。
本申请中，统一数据接口在接收到外部设备所发送的数据包时，对数据包进行解析以获取目的地址。本申请中，统一数据接口根据目的地址将数据包发送给多个空间实验设备中的目的空间实验设备。
本申请通过解析外部设备发送数据包的目的地址，将外部设备发送给多个空间实验设备的控制指令或数据发送给目的地址对应的空间设备，使得空间实验设备按外部设备的指令要求进行空间实验。
本申请中，系统100还包括电源装置，用于通过统一电源接口为系统中的多个空间实验设备提供电力。本申请电源装置可以包括多种功率，以满足不同空间实验设备用电需求。
本申请中，多个空间实验设备中的每个均具有内部温度传感器，内部温度传感器用于检测空间实验设备的设备温度，当特定空间实验设备的设备温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第一告警消息。本申请中，通过每个空间实验设备中的温度传感器对空间实验设备内部的设备温度进行实时监测，当温度超过允许的阈值时，例如大于30℃、40℃、50℃，或超出实验允许的温度数值时，能够通过数据线向外部设备发送空间实验设备内部温度过高的第一告警消息，警示空间实验设备内部温度的升高。
本申请中，还包括设置于多个空间实验设备外部的外部温度传感器，外部温度传感器用于检测系统的整体运行温度，当整体运行温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第二告警消息。本申请中，通过每个空间实验设备外部的温度传感器对空间实验设备外部的整体温度进行实时监测，当温度超过允许的阈值时，例如大于30℃、40℃、50℃，或超出实验允许的温度数值时，能够通过数据线向外部设备发送整体运行温度过高的第二告警消息，警示系统整体运行温度的升高。
本申请中，系统100还包括水冷单元，用于根据外部设备发送的第一启动指令，对系统进行降温处理。本申请在系统整体运行温度高于阈值时，能够根据外部设备发送的第一启动指令，利用水冷单元，对系统进行降温处理。水冷单元通过向系统内输入冷水，将系统产生的热量进行输导，以实现对系统温度进行控制，保证系统进行测试实验的环境温度。
本申请中，系统100还包括水冷单元，用于根据外部设备发送的第二启动指令，对系统内多个空间实验设备中的一个或多个空间实验设备进行降温处理。本申请在空间实验设备内部温度高于阈值时，能够根据外部设备发送的第一启动指令，利用水冷单元，对空间实验设备进行降温处理。水冷单元通过向空间实验设备输入冷水，将空间实验设备产生的热量进行输导，以实现对系统温度进行控制，保证空间实验设备进行测试实验的环境温度。
本申请提供一种用于容纳多个空间实验设备的系统100，通过多个容纳单元101-1， 101-2...101-n将进行空间实验设备进行固定，每个空间实验设备通过与其对应的连接器 102-1，102-2...102-n与外部设备进行电源连接和数据连接。包括电源接口和数据接口的连接器安装于系统的背板上，使空间实验设备可单独进行拆卸。系统通过主固定架进行固定，主固定架及背板之间通过辅助固定架进行固定。本申请的辅助固定架上设置凹槽，用于容纳汇聚的电源线和汇聚的数据线。本申请通过设置于空间试验设备内部的温度传感器与空间试验设备年部的温度传感器，实现对空间试验设备内部及系统运行温度的监控，并利用数据线将温度报警信号发送至外部设备，并利用水冷对空间试验设备内部和系统的温度进行降温处理，保证实验的正常进行。
图1-c为根据本发明实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统的载荷模拟设备和模拟控制设备的结构示意图。本发明实施方式的一种用于空间站科学实验柜进行载荷测试的系统包括载荷模拟设备107和模拟控制设备106，其中模拟控制设备106包括接口模拟单元106-1，采集控制单元106-2，继电器板106-3，电源板106-4。模拟控制设备 106根据所接收的科学实验柜内每个科学实验设备的功率参数为每个科学实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出，通过加热片实现载荷热模拟。载荷模拟设备107包括冷板107-1，加热片107-2，温度传感器107-3，漏热加热片107-4，载荷模拟设备107通过加热片实现功率输出，同时支持通过漏热加热片对漏热的模拟，并可对加热片的温度进行采集。如图1所示，一种用于对空间站科学实验柜进行载荷模拟测试的系统，空间站科学实验柜用于容纳在空间站内进行科学实验的多个科学实验设备，系统包括：
载荷模拟设备107，载荷模拟设备主要包括三个部分，第一部分主要用于模拟器电控部分冷却，由一块机箱冷板组成；第二部分则是用来模拟载荷的电功耗，由贴加热片的冷板组构成，外部由隔热材料进行包覆，保证热量全部由水冷散热；第三部分则是贴于设备表面的加热片，主要用于漏热的模拟。
载荷模拟设备用于使用多个加热片中至少一个加热片来模拟科学实验柜中多个科学实验设备中的每个科学实验设备的功率消耗，按照每个加热片的功率将多个加热片分配为至少一组并且将每组加热片放置在独立的冷板上，以实现对每个科学实验设备的发热模拟；在每块冷板的一侧和另一侧均附着至少一路温度传感器；每块冷板均通过独立的水冷支路进行散热，从而在每个科学实验设备进行发热模拟后实现对冷板的温度进行控制。
本发明的实施方式通过功率输出单元将实验设备的供电接口进行控制输出，功率输出单元的后端连接不同功率的加热片，加热片包括48路，最大可支持64路加热片。通过继电器的能断组合，模拟实际载荷不同工况的发热情况，功率输出单元的输出功率受模拟控制设备 106控制信号的控制。通过将加热片直接贴在冷板表面，外部加装隔热材料，保证加热片的热量通过冷板内循环液体带走，保证实验设备运行的安全。
优选地，本发明的实施方式加热片至少与4路28V电源输入相连接，或加热片至少与4 路100V电源输入相连接。
优选地，本发明的实施方式中每路28V电源输入的加热片最大总热耗为140W，并且4路 28V电源输入加热片最大热耗总和为440W；每路28V电源输入加热片最大功耗的调节精度小于20W。
优选地，本发明的实施方式中4路100V中的1路电源输入加热片最大总热耗为1200W，并且3路100V电源输入加热片最大热耗总和为500W；每路100V电源输入加热片最大功耗的调节精度小于20W。
优选地，本发明的实施方式中的多个加热片的输出功率按等比数列进行设计，加热片的最小输出功率为5W。
优选地，本发明的实施方式中的多个加热片的输出功率按等差数列进行设计，加热片的最小输出功率为5W。
表1-1为100V加热片功率设计示意：
表1-1
表1-2为28V加热片功率设计示意：
表1-2
如图2-1，2-2，2-3，2-4所示，为48个加热片在冷板上的布局。本发明实施方式的布局的主旨是将各个加热片的均匀分布在各个冷板及冷板的两侧，在具体使用时由主控电保证所开加热片的热量均匀分布在两个支路，使两个支路上水温尽量详尽，避免一个支路加载的热耗过大，使得两个支路压差过大，保证整个系统的安全性。
漏热加热片尺寸及功耗设计，主要是为了满足后续实验柜整柜漏热指标，即整柜峰值功耗的2％，5％，8％，其漏热功耗为30W，75W和120W，漏热加热片的电源电压为100V，其设计如表2：
| 尺寸/mm | 功耗/W | |
| 加热片1 | 70*60 | 30 |
| 加热片2 | 102*60 | 45 |
| 加热片3 | 102*60 | 45 |
表2
优选地，本发明的实施方式中的加热片直接贴装在冷板表面，加热片外部加装隔热材料。
优选地，本发明的实施方式中的每块冷板在如下的水冷支路条件下的散热量大于700W。本发明的实施方式中，载荷模拟设备由机柜热控抽屉提供两路冷却水路，其中一路可以为包括加热片的两块冷板相连接，另外一路可以为一块机箱冷板与包括加热片的两块冷板相连。
每路冷却支路流体回路入口流体温度为19℃至28℃；每路冷却支路流体液体回路的总设计最大流量为90L/hr；每路冷却支路流体回路最大流阻小于15kPa。本发明的实施方式，通过水冷，将实验设备载荷产生的热量进行输导，以实现对实验柜温度进行控制，保证实验设备进行测试实验的环境温度。
优选地，实现对每个科学实验设备发热模拟后冷板的温度进行控制包括：将冷板的温度控制为不超过45℃。
优选地，模拟控制设备106包括电源板106-4，用于提供多路28V电源接口和多路100V 电源接口。
模拟控制设备106，模拟控制设备106主要是实现功率输出的控制及温度的采集功能，本发明实施方式的模拟控制设备106可以包括48路继电器开4路接口OC及24路温度采集功能，后续集电极接口OC路数可扩展到64路，同样采用载板加子板的形式完成设计。接口模拟单元106-1采用4个独立的模块进行模拟，每个模块模拟2路网口、2路RS422、4路数字量输入DI、2路数字量转模拟量DA，同时每个接口模拟单元还提供1路RS422与采集控制单元进行通讯。其整体结构设计采用载板加子板的形式完成。
集电极开路接口OC用来控制继电器板卡，实现功率输出的控制，采用光耦MOS管作为输出隔离芯片。
优选地，模拟控制设备106还包括多路集电极接口OC，集电极接口OC用于控制加热片的断开或连通状态。
模拟控制设备106，根据所接收的科学实验柜内每个科学实验设备的功率参数为每个科学实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出。
继电器板106-3与采集控制单元106-2配合使用，主要用于调节各路电源输出的总功率，继电器板106-3采用集电极接口0C信号控制电源继电器通断的方式进行功率控制。该控制方式具有稳定性好，系统功耗低等优点。
模拟控制设备106包括电源板106-4，电源板将DC100V转换成DC12V，为系统中所有控制设备供电，包括：8个接口模拟单元，1个采集控制单元，2块继电器板106-3。
模拟控制设备根据每块冷板107-1的温度和科学实验柜内的运行温度确定载荷模拟设备的运行状态，并且根据运行状态来控制水冷却支路对载荷模拟设备进行水冷散热的排热量。
漏热生成设备，用于根据科学实验柜的漏热参数，通过漏热加热片107-4进行漏热功率输出以模拟科学实验柜的运行温度。优选地，通过多个加热片，实现不同功率的漏热功率输出。
优选地，温度采集设备107-3，根据对温度传感器的测量来确定载荷模拟设备内每块冷板的温度，并且通过温度传感器测量科学实验的运行温度，将每块冷板的温度和科学实验柜内的运行温度发送给模拟控制设备。本发明实施方式中，每块冷板上下两面各粘贴2路温度传感器进行温度采集。
优选地，温度传感器采样精度为±1℃，温度传感器采样周期为500ms。
优选地，温度传感器为MF501热敏电阻。
优选地，根据本发明的实施方式，系统通过支耳连接于空间站科学实验柜背板。
本发明实施方式的载荷模拟设备107能够接收模拟控制设备106的供电输入，并模拟各供电的载荷状态，并且能够通过控制指令控制各路模拟载荷，即加热片的开断。本发明的实施方式的载荷模拟设备107通过接收热控抽屉的供液输入，并能实现模拟载荷供电负载散热。实现了各种载荷模拟实验的测试。
图3为根据本发明一实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法流程图，其中所述多个空间实验设备用于在太空中运行的空间站内进行科学实验。如图3所示，一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法300从步骤301开始：
优选地，在步骤301：使用多个容纳单元中的每个容纳单元与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接，并且通过机械连接对相对应的空间实验设备进行固定。
优选地，在步骤302：使用多个连接器中的每个连接器与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，可拆卸式的电气连接能够为相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接。
优选地，在步骤303：使用背板固定多个容纳单元和多个连接器，背板包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线。
优选地，在步骤304：使用主固定架将系统固定在空间站的特定位置处。
优选地，在步骤305：使用位于主固定架与背板之间的辅助固定架，辅助固定架用于对主固定架进行加固并且辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线。
优选地，在步骤306：使用多个加热片中至少一个加热片来模拟科学实验柜中多个科学实验设备中的每个科学实验设备的功率消耗，按照每个加热片的功率将多个加热片分配为至少一组并且将每组加热片放置在独立的冷板上，以实现对每个科学实验设备的发热模拟；在每块冷板的一侧和另一侧均附着至少一路温度传感器；每块冷板均通过独立的水冷支路进行散热，从而在每个科学实验设备进行发热模拟后实现对冷板的温度进行控制。
优选地，在步骤307：根据所接收的科学实验柜内每个科学实验设备的功率参数为每个科学实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出。
优选地，在步骤308：根据每块冷板的温度和科学实验柜内的运行温度确定载荷模拟设备的运行状态，并且根据运行状态来控制水冷却支路对载荷模拟设备进行水冷散热的排热量。
优选地，在步骤309：根据科学实验柜的漏热参数，通过漏热加热片进行漏热功率输出以模拟科学实验柜的运行温度。
优选地，在步骤310：根据对温度传感器的测量来确定载荷模拟设备内每块冷板的温度，并且通过温度传感器测量科学实验的运行温度，将每块冷板的温度和科学实验柜内的运行温度发送给模拟控制设备。
根据本发明一实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法300根据本发明另一实施方式的一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统100相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (10)
1.一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的系统，其中所述多个空间实验设备用于在太空中运行的空间站内进行科学实验，所述系统包括：
多个容纳单元，所述多个容纳单元中的每个容纳单元用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接并且通过所述机械连接对所述相对应的空间实验设备进行固定；
多个连接器，所述多个连接器中的每个连接器用于与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，所述可拆卸式的电气连接能够为所述相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接；
背板，用于固定所述多个容纳单元和多个连接器，所述背板包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线；
主固定架，用于将所述系统固定在所述空间站的特定位置处；以及
辅助固定架，所述辅助固定架位于所述主固定架与所述背板之间，用于对所述主固定架进行加固并且所述辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线。
2.根据权利要求1所述的系统，所述经过汇聚的电源线与统一电源接口连接，以经由所述统一电源接口获取电力输入。
3.根据权利要求1所述的系统，所述经过汇聚的数据线与统一数据接口连接，以经由所述统一数据接口与外部设备连接。
4.根据权利要求3所述的系统，所述统一数据接口在接收到所述外部设备所发送的数据包时，对所述数据包进行解析以获取目的地址。
5.根据权利要求4所述的系统，所述统一数据接口根据所述目的地址将所述数据包发送给多个空间实验设备中的目的空间实验设备。
6.根据权利要求2所述的系统，还包括电源装置，用于通过所述统一电源接口为所述系统中的多个空间实验设备提供电力。
7.根据权利要求1所述的系统，所述多个空间实验设备中的每个均具有内部温度传感器，所述内部温度传感器用于检测空间实验设备的设备温度，当特定空间实验设备的设备温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第一告警消息。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括设置于所述多个空间实验设备外部的外部温度传感器，所述外部温度传感器用于检测所述系统的整体运行温度，当所述整体运行温度超过阈值时，通过数据线向外部设备发送第二告警消息。
9.根据权利要求1所述的系统，还包括水冷单元，用于根据外部设备发送的第一启动指令，对所述系统进行降温处理。
10.一种用于为多个空间实验设备提供实验服务的方法，其中所述多个空间实验设备用于在太空中运行的空间站内进行科学实验，所述方法包括：
使用多个容纳单元中的每个容纳单元与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的机械连接，并且通过所述机械连接对所述相对应的空间实验设备进行固定；
使用多个连接器中的每个连接器与相对应的空间实验设备进行可拆卸式的电气连接，所述可拆卸式的电气连接能够为所述相对应的空间实验设备提供电源连接和数据连接；
使用背板固定所述多个容纳单元和多个连接器，所述背板包括用于防止电源线产生热量聚集的散热保护层和用于防止电源线对数据线产生数据干扰的防串扰保护层；其中与每个连接器连接的电源线在背板的散热保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的电源线，并且与每个连接器连接的数据线在背板的防串扰保护层中进行汇聚以形成经过汇聚的数据线；
使用主固定架将所述系统固定在所述空间站的特定位置处；
使用位于所述主固定架与所述背板之间的辅助固定架，所述辅助固定架用于对所述主固定架进行加固并且所述辅助固定架的凹槽用于容纳经过汇聚的电源线和经过汇聚的数据线；
使用多个加热片中至少一个加热片来模拟所述科学实验柜中多个科学实验设备中的每个科学实验设备的功率消耗，按照每个加热片的功率将所述多个加热片分配为至少一组并且将每组加热片放置在独立的冷板上，以实现对所述每个科学实验设备的发热模拟；在所述每块冷板的一侧和另一侧均附着至少一路温度传感器；所述每块冷板均通过独立的水冷支路进行散热，从而在所述每个科学实验设备进行发热模拟后实现对所述冷板的温度进行控制；
根据所接收的科学实验柜内每个科学实验设备的功率参数为每个科学实验设备选择一个或多个加热片，并且确定与所使用的加热片连接的继电器的断开或连通状态，指示载荷模拟设备根据继电器的断开或连通状态控制多个加热片进行功率输出；
根据每块冷板的温度和所述科学实验柜内的运行温度确定载荷模拟设备的运行状态，并且根据所述运行状态来控制水冷却支路对所述载荷模拟设备进行水冷散热的排热量；
根据所述科学实验柜的漏热参数，通过漏热加热片进行漏热功率输出以模拟所述科学实验柜的运行温度；以及
根据对所述温度传感器的测量来确定载荷模拟设备内每块冷板的温度，并且通过温度传感器测量所述科学实验的运行温度，将每块冷板的温度和所述科学实验柜内的运行温度发送给模拟控制设备。
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