CN110657966A - 一种红外导引头制冷试验设备 - Google Patents

Abstract

一种红外导引头制冷试验设备，用于向红外导引头的内外部提供温度和压力可调的模拟试验环境，包括高低温试验箱、充气管、减压阀、储气瓶、电磁开关阀、以及控制装置。本发明在高低温试验箱上设置充气管与红外导引头连通，并在充气管上设置用来监测、控制的部件，并通过控制装置进行数据采集及反馈控制，实现对红外导引头内外气温、气压的可调模拟控制。本发明可根据预先设定的试验数据自动实现对红外导引头内外气温、气压的可调模拟控制，对于大试验量的红外导引头制冷量测试来说，大大地降低了操作者的劳动强度，显著地提高了测试试验的效率。本发明填补了对红外导引头内外气温、气压可调模拟控制相关测试方面设备上的空白。

Description

一种红外导引头制冷试验设备

技术领域

本发明涉及试验设备技术领域，尤其是涉及一种红外导引头制冷试验设备。

背景技术

红外导引头的制冷量对红外导引头的灵敏度以及成像性能有重大影响，多数红外导引头是通过低温氮气制冷的，其制冷量与温度、压力有关。

具体地，在红外导引头内部通入具有某一温度及压力的低温制冷氮气，红外导引头内部氮气的制冷温度、制冷压力、以及红外导引头外部环境温度会对红外导引头的灵敏度以及成像性能造成重大影响，因此，需要测试红外导引头在以上条件变化下对灵敏度以及成像性能的影响。这种测试试验需要变化氮气的温度、压力，还要变化外界环境气温，而该三个变量变化的组合试验量是很大的，必须借助一种专用试验设备，以实现向红外导引头的内外部提供一种温度和压力可调的模拟试验环境。

高低温试验在国内外运用较为广泛，航空、航天、兵器等军工单位、各大科研院所及企业、院校都需要借助高低温试验系统来验证产品的高低温适应性能。但是对于同时实现内外温度、压力可调的模拟测试设备，国内外尚无其相关资料可供借鉴。

因此，需要一种可以对红外导引头实施内外温度、压力可调模拟控制的试验设备，以满足对红外导引头的测试要求。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种红外导引头制冷试验设备，其目的在于：提供一种可以实现对红外导引头内外温度、压力可调模拟控制的试验设备。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种红外导引头制冷试验设备，用于向红外导引头的内外部提供温度和压力可调的模拟试验环境，包括高低温试验箱，在高低温试验箱内的测试架上安装有红外导引头，在高低温试验箱上设有用于对红外导引头测试的红外玻璃视窗，还设有用于清除红外玻璃视窗冷凝水的热风吹扫装置。

所述高低温试验箱上还设置有与红外导引头内部连通的充气管，所述充气管通过减压阀与储气瓶连接，储气瓶通过电磁开关阀与氮气温度控制装置连接，氮气温度控制装置与低温氮气气源连接；

所述充气管上设置有用于检测充气管内测试气体温度的温度传感器，还设置有用于检测充气管内测试气体压力的压力传感器，所述高低温试验箱内设置有箱内温度传感器，所述减压阀、电磁开关阀、氮气温度控制装置、温度传感器、压力传感器、箱内温度传感器、以及高低温试验箱内的温度控制装置分别与控制装置连接。

为进一步地改进技术方案，所述高低温试验箱设置有用于向箱内空气加压或者减压的气泵，以及用于箱内气压稳定的稳压装置，所述气泵、稳压装置与控制装置连接。

为进一步地改进技术方案，所述充气管的外管壁上设有保温材料。

为进一步地改进技术方案，在电磁开关阀与氮气温度控制装置之间连接有气体过滤器。

为进一步地改进技术方案，在电磁开关阀与氮气温度控制装置之间连接有手动开关阀。

为进一步地改进技术方案，所述高低温试验箱的外壁上设置有控制箱，所述减压阀、储气瓶、电磁开关阀、氮气温度控制装置、以及控制装置设置在控制箱内。为进一步地改进技术方案，在高低温试验箱的外壁上设置有气源装置箱，所述供气电磁阀、储气瓶、控制手阀设置在气源装置箱内。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：

本发明在高低温试验箱上设置充气管与红外导引头连通，并在充气管上设置用来监测、控制的部件，并通过控制装置进行数据采集及反馈控制，实现对红外导引头内外温度、压力的可调模拟控制。

本发明可根据预先设定的试验数据自动实现红外导引头内外温度、压力的可调模拟控制，对于大试验量的红外导引头制冷量测试来说，大大地降低了操作者的劳动强度，显著地提高了测试试验的效率。

本发明具有自动化程度高、控制精度高，填补了对红外导引头内外气温、气压可调模拟控制相关测试方面设备上的空白。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1另外一个视角的结构示意图。

图3为本发明中各部件的连接示意图。

图4为实施例2中各部件的连接示意图。

图中：1、高低温试验箱；1.1、红外玻璃视窗；1.2、热风吹扫装置；1.3、箱内温度传感器；1.4、控制箱；2、红外导引头；3、充气管；4、减压阀；5、储气瓶；6、电磁开关阀；7、氮气温度控制装置；8、温度传感器；9、压力传感器；10、控制装置；11、气体过滤器；12、手动开关阀；13、气泵；14、稳压装置。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

一种红外导引头制冷试验设备，用于向红外导引头2的内外部提供温度和压力可调的模拟试验环境，如图1-2所示，包括高低温试验箱1，在高低温试验箱1内的测试架上安装有红外导引头2，在高低温试验箱1上设有用于对红外导引头2测试的红外玻璃视窗1.1，由于红外导引头2内外部的温差会使高低温试验箱1的水汽发生冷凝，在高低温试验箱1还设有用于清除红外玻璃视窗1.1冷凝水的热风吹扫装置1.2，以保证高低温试验箱1的测试目标不被冷凝水所影响。

所述高低温试验箱1上还设置有与红外导引头2内部连通的充气管3，由于充气管3内通入的是低温氮气，高低温试验箱1内的测试温度要高于充气管3内氮气的温度，为了避免高低温试验箱1内温度对充气管3内氮气温度的影响，所述充气管3的外管壁上设有保温材料。

如图3所出的是各部件的连接示意图，所述充气管3通过减压阀4与储气瓶5连接，储气瓶5通过电磁开关阀6与氮气温度控制装置7连接，氮气温度控制装置7与低温氮气气源连接。

为了实现对红外导引头2内外气温、气压的可调模拟控制，所述充气管3上设置有用于检测充气管内测试气体温度的温度传感器8，还设置有用于检测充气管内测试气体压力的压力传感器9，所述高低温试验箱1内设置有箱内温度传感器1.3，所述减压阀4、电磁开关阀6、氮气温度控制装置7、温度传感器8、压力传感器9、箱内温度传感器1.3、以及高低温试验箱1内的温度控制装置分别与控制装置10连接。

为了安全起见，在电磁开关阀6与氮气温度控制装置7之间连接有手动开关阀12，便于人为控制低温氮气气源。为了过滤低温氮气气源中的杂质，在电磁开关阀6与氮气温度控制装置7之间还连接有气体过滤器11。

低温氮气气源由斯特林制冷机提供低温氮气，为了便于温度的调整，斯特林制冷机提供氮气温度低于最低试验温度。低温氮气经氮气温度控制装置7加热调节后为具有一定低温的氮气，低温氮气经气体过滤器11过滤后通过打开的手动开关阀12进入电磁开关阀6。电磁开关阀6受控制装置10控制打开，低温氮气进入储气瓶5，储气瓶5具有一定体积，当电磁开关阀6关闭后，对充气管3内低温氮气有一定的稳压作用。本实施例中，减压阀4的开启压力是由电反馈控制的，控制装置10可以向减压阀4发送电反馈控制信号，以控制充气管3内低温氮气的压力。

为了监测充气管3内低温氮气的温度与压力，在充气管3上还连接温度传感器8和压力传感器9，为了监测高低温试验箱1内的温度，高低温试验箱1设置有箱内温度传感器1.3。温度传感器8、压力传感器9、箱内温度传感器1.3与控制装置10连接，控制装置10可将监测到的各数据数值与预先设定的温度、压力值相比较，并通过相对应部件予以调整。

具体地，当监测到充气管3内低温氮气的温度与预先设定值不一致时，控制装置10通过控制氮气温度控制装置7控制对低温氮气的加热程度，来反馈控制低温氮气的温度。当监测到充气管3内低温氮气的压力与预先设定值不一致时，控制装置10通过控制减压阀4来实现对低温氮气压力的控制。当监测到高低温试验箱1内的温度与预先设定值不一致时，控制装置10通过控制高低温试验箱1内的温度控制装置来实现对高低温试验箱1内温度的控制。

由此可知，控制装置10对充气管3内低温氮气的温度与压力、以及高低温试验箱1内温度的控制是自动的闭环控制，这样一是实现了自动化控制，二是控制的精度很高。测得充气管3内低温氮气的压力即为模拟红外导引头2在实际工作状态下的制冷压力，测得充气管3内低温氮气的温度即为模拟红外导引头2在实际工作状态下的制冷温度，测得高低温试验箱1内的温度即为模拟红外导引头2在实际工作状态下的环境温度。控制充气管3内低温氮气的温度与压力、以及高低温试验箱1内温度的变化，即可实现对红外导引头2内外气温、气压的可调模拟控制。

为了对各部件进行防护及集中管理，所述高低温试验箱1的外壁上设置有控制箱1.4，控制箱1.4上安装有隔离门。所述减压阀4、储气瓶5、电磁开关阀6、氮气温度控制装置7、气体过滤器11、手动开关阀12、以及控制装置10设置在控制箱1.4内。

实施例2：

某种导弹上的红外导引头2需要模拟在一万米以上空中飞行时，制冷量对红外导引头2灵敏度及成像性能造成的影响。在一万米以上高空的气压要小于地表气压，因此，还需对红外导引头2外部的气压进行模拟。

如实施例1所述的一种红外导引头制冷试验设备，与实施例1所述不同的是，如图4所示，除了实施例1中的各种部件之外，所述高低温试验箱1还设置有用于向箱内空气加压或者减压的气泵13，以及用于箱内气压稳定的稳压装置14，所述气泵13、稳压装置14与控制装置10连接。

由于需要模拟的气压小于大气压，因此，气泵13为真空泵，从高低温试验箱1内向箱外泵出多余空气，使箱内气压降低至模拟气压。

稳压装置14包括压力可调的减压阀，用于气体单向流动的单向阀，以及用于箱内气压检测的压力传感器。

气泵13、稳压装置14受控制装置10控制，当箱内气压大于设定气压时，控制装置10控制气泵13工作，使箱内气压降低。当箱内气体因降温而造成气压降低时，控制装置10控制减压阀打开使部分外界空气进入箱内，以稳定箱内压力。

这样，相比实施例1，本实施例增加了对红外导引头2外部气压的模拟，更贴近红外导引头2的实际工作环境，使红外导引头2制冷量测试试验的可信度更强。

当然，如果箱内需要模拟大于大气压的气压环境，气泵13反转，向箱内泵入空气，使箱内气压大于大气压。

本发明在高低温试验箱1上设置充气管3与红外导引头2连通，并在充气管3上设置用来监测、控制的部件，并通过控制装置10进行数据采集及反馈控制，实现对红外导引头2内外气温、气压的可调模拟控制。

本发明可根据预先设定的试验数据自动实现红外导引头2内外气温、气压的可调模拟控制，对于大试验量的红外导引头2制冷量测试来说，大大地降低了操作者的劳动强度，显著地提高了测试试验的效率。

本发明具有自动化程度高、控制精度高，填补了对红外导引头2内外气温、气压可调模拟控制相关测试方面设备上的空白。

本发明未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种红外导引头制冷试验设备，用于向红外导引头(2)的内外部提供温度和压力可调的模拟试验环境，包括高低温试验箱(1)，其特征是：在高低温试验箱(1)内的测试架上安装有红外导引头(2)，在高低温试验箱(1)上设有用于对红外导引头(2)测试的红外玻璃视窗(1.1)，还设有用于清除红外玻璃视窗(1.1)冷凝水的热风吹扫装置(1.2)；

所述高低温试验箱(1)上还设置有与红外导引头(2)内部连通的充气管(3)，所述充气管(3)通过减压阀(4)与储气瓶(5)连接，储气瓶(5)通过电磁开关阀(6)与氮气温度控制装置(7)连接，氮气温度控制装置(7)与低温氮气气源连接；

所述充气管(3)上设置有用于检测充气管内测试气体温度的温度传感器(8)，还设置有用于检测充气管内测试气体压力的压力传感器(9)，所述高低温试验箱(1)内设置有箱内温度传感器(1.3)，所述减压阀(4)、电磁开关阀(6)、氮气温度控制装置(7)、温度传感器(8)、压力传感器(9)、箱内温度传感器(1.3)、以及高低温试验箱(1)内的温度控制装置分别与控制装置(10)连接。

2.如权利要求1所述的一种红外导引头制冷试验设备，其特征是：所述高低温试验箱(1)设置有用于向箱内空气加压或者减压的气泵(13)，以及用于箱内气压稳定的稳压装置(14)，所述气泵(13)、稳压装置(14)与控制装置(10)连接。

3.如权利要求1所述的一种红外导引头制冷试验设备，其特征是：所述充气管(3)的外管壁上设有保温材料。

4.如权利要求1所述的一种红外导引头制冷试验设备，其特征是：在电磁开关阀(6)与氮气温度控制装置(7)之间连接有气体过滤器(11)。

5.如权利要求1所述的一种红外导引头制冷试验设备，其特征是：在电磁开关阀(6)与氮气温度控制装置(7)之间连接有手动开关阀(12)。

6.如权利要求1-5任一权利所述的一种红外导引头制冷试验设备，其特征是：所述高低温试验箱(1)的外壁上设置有控制箱(1.4)，所述减压阀(4)、储气瓶(5)、电磁开关阀(6)、氮气温度控制装置(7)、以及控制装置(10)设置在控制箱(1.4)内。

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