CN111319804B - 光学遥感器外热流模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学遥感器外热流模拟装置，包括底座以及支架，支架上设置有两个第一加热区以及一个第二加热区，第二加热区位于两个第一加热区之间，且第二加热区与两个第一加热区之间均形成夹角，第二加热区与两个第一加热区之间均通过挡板隔离，第一加热区包括加热单元一、加热单元二以及加热单元三，第二加热区包括加热单元四以及加热单元五，加热单元四与两个加热单元一位于同一平面内，加热单元五与两个加热单元二位于同一平面内。本发明中，可以同时模拟入光口不同区域的外热流，提高每个区域热流模拟的均匀性，且可以模拟试验时立体式分区施加热流补偿，提高外热流的施加精度，从而提高了模拟空间热环境的准确性，减小模拟误差。

Description

光学遥感器外热流模拟装置

技术领域

本发明属于空间光学遥感，具体涉及一种光学遥感器外热流模拟装置。

背景技术

为了验证空间光学遥感器在轨条件下的成像性能,保障光学遥感器在轨运行,必须在地面进行充分的环境模拟试验,其中最主要的是在空间环境模拟器中进行热平衡状态下的相机传递函数检测。在地面条件下,要严格准确的模拟光学遥感器入光口的热流难度很大。

通常光学遥感器入光口为圆形或方形平面，该面热流分布一致，可以采用单片式的红外笼进行对入光口外热流模拟。但是现有的空间光学遥感器入光口外热流模拟时，多区域不同外热流模拟受限，各加热区相互干扰、热流均匀性差等问题。

发明内容

本发明实施例涉及一种光学遥感器外热流模拟装置，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本发明实施例提供种光学遥感器外热流模拟装置，包括底座以及安设于所述底座上的支架，所述支架上设置有两个第一加热区以及一个第二加热区，所述第二加热区位于两个所述第一加热区之间，且所述第二加热区与两个所述第一加热区之间均形成夹角，所述第二加热区与两个所述第一加热区之间均通过挡板隔离，所述第一加热区包括加热单元一、与所述加热单元一相对设置的加热单元二以及位于所述加热单元一与所述加热单元二之间的加热单元三，所述第二加热区包括加热单元四以及与所述加热单元四相对设置的加热单元五，所述加热单元四与两个所述加热单元一位于同一平面内，所述加热单元五与两个所述加热单元二位于同一平面内，且两个所述加热单元三分别与两个所述挡板相对设置。

作为实施例之一，所述加热单元一、加热单元二、加热单元三、加热单元四以及加热单元五均包括间隔设置的若干根镍铬加热钢带，各所述镍铬加热钢带均安装于所述支架上。

作为实施例之一，相邻两个所述镍铬加热钢带之间的距离为所述镍铬加热钢带宽度的1～2倍。

作为实施例之一，所述镍铬加热钢带的两端通过弹性件与所述支架的聚四氟乙烯连接。

作为实施例之一，于所述镍铬加热钢带的内表面喷涂黑漆且外表面进行抛光处理，黑漆的红外发射率大于0.9。

作为实施例之一，所述挡板为铝板，且于所述挡板的两个表面均喷涂有消杂光黑漆。

作为实施例之一，所述支架通过高度调节杆安设于所述底座上。

作为实施例之一，每一加热单元对应一个加热电源，所述加热电源根据对应所述加热单元与对应加热区的角系数关系及其回路阻值和热流密度自适应控制输出功率。

本发明实施例至少具有如下有益效果：

本发明提供的模拟装置中，在入光口处设置有两个第一加热区与一个第二加热区，由此形成有三个加热区，使得该模拟装置具有较宽的视场角，可以同时模拟入光口不同区域的外热流，提高每个区域热流模拟的均匀性，同时不遮挡光学遥感器的入光口，便于光学遥感器在热平衡状态下进行实时传递函数检测且各加热区均为立体结构，可以模拟试验时立体式分区施加热流补偿，提高外热流的施加精度，从而提高了模拟空间热环境的准确性，减小模拟误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的光学遥感器外热流模拟装置的结构示意图；

图2为图1的光学遥感器外热流模拟装置的支架安设于底座上的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1以及图2，本发明实施例提供一种光学遥感器外热流模拟装置，包括底座1以及安设于底座1上的支架2，在支架2上设置有两个第一加热区3以及一个第二加热区4，其中第二加热区4位于两个第一加热区3之间，且第二加热区4与两个第一加热区3之间均形成夹角，具体是两个第一加热区3之间的角度不小于60度，进而可以使得模拟装置的视场角不小于60度，第一加热区3与第二加热区4均为立体结构，且第二加热区4与两个第一加热区3之间均通过挡板5隔离，以此表明第二加热区4与两个第一加热区3均为独立的加热区，以降低了相邻加热区之间的干扰，挡板5一般采用铝板，且在挡板5的两个表面均喷涂有消杂光黑漆，且通过支架2上的连接块13将其安装固定。具体地，第一加热区3包括加热单元一6、加热单元二7以及加热单元三8，第二加热区4包括加热单元四9以及加热单元五10，加热单元一6、加热单元二7、加热单元三8、加热单元四9以及加热单元五10均对应支架2的其中一面结构，其中加热单元一6与加热单元二7相对设置，加热单元三8位于加热单元一6与加热单元二7之间，且加热单元三8与对应的挡板5相对设置，由此，加热单元一6、加热单元二7、加热单元三8以及挡板5围合形成一个立体的第一加热区3，第一加热区3为方形的笼状结构，形成加热笼，且加热单元三8相对挡板5来说位于支架2的外侧；而在第二加热区4中，加热单元四9与加热单元五10相对设置，且为两个挡板5之间，加热单元四9、加热单元五10以及两个挡板5围合形成立体的第二加热区4，该第一加热区4也为方形结构。本发明中，在光学遥感器的入光口设置有辐射式热流计，在辐射式热流计的背部与航天器表面之间粘贴多层隔热组件，避免热量散失，每个加热单元所在的平面都对应有辐射式热流计，以获取对应加热单元的热流信息，而每一加热单元都对应有加热电源，利用热流密度场分布仿真，调整各加热单元的输出，以使加热区之间的热流模拟要求差别较大，本发明提供的模拟装置可以模拟试验时立体式分区施加热流补偿，提高外热流的施加精度，从而提高了模拟空间热环境的准确性，减小模拟误差。

针对上述实施方式，模拟装置在进行模拟实验时，每个加热区的功率加载值需根据光学遥感器入光口的热流进行标定，第一加热区3包括加热单元一6、加热单元二7以及加热单元三8，则第一加热区3的热流为三个加热单元的叠加，同理第二加热区4包括加热单元四9与加热单元五10，则第二加热区4的热流为两个加热单元的叠加，每一加热单元均通过对应的加热电源控制加热，且加热电源根据对应加热单元与加热区的角系数关系及其回路阻值和热流密度自适应控制输出功率。由此通过三个加热区组合立体式加热构型及软件自适应控制电源输出，多次分析计算和地面试验，可以准确模拟空间甚宽覆盖光学遥感器入光口不同分区的差异外热流，热流不均匀度控制在2％以内。

细化各加热单元的结构，具体是加热单元一6、加热单元二7、加热单元三8、加热单元四9以及加热单元五10均包括间隔设置的若干根镍铬加热钢带11，各所述镍铬加热钢带11均安装于所述支架2上。每根镍铬加热钢带11均形成加热回路，采用加热电源对其供电加热，根据各加热单元与入光口对应区域的视角系数和该加热单元阻值及模拟热流值分别设置各根镍铬加热钢带11的热辐射功率和加热时间，进行试验，根据测试数据，修正各个加热回路的功率。对镍铬加热钢带11的外表面抛光处理，其内表面喷涂ERB-2B消杂光黑漆，消杂光黑漆的红外发射率大于0.9，以获得高的加热功率和减小背面热辐射损失，厚度为0.1mm～0.2mm，宽度10mm～20mm，且相邻的镍铬加热钢带11之间间隔以镍铬加热钢带11自身宽度的1～2倍宽度为宜，以使加热区的占空比一般在0.4～0.8，根据实际模拟热流值选择。

优化上述实施例，镍铬加热钢带11的两端均通过弹性件与支架2的聚四氟乙烯连接。一般，支架2采用角钢制成，其上设置有聚四氟乙烯，以使整个加热区的电绝缘达到500MΩ以上，弹性件可采用弹簧，由此就可以使得各镍铬加热钢带11均具有一定张紧作用，保证对应的加热单元能够与入光口平面平行。另外在本发明中，各加热区之间均采用焊接的方式连接，具体是支架2的部分结构之间为焊接，以防止冷热交变时产生蠕动。

继续优化上述实施例，在底座1上还设置有高度调节杆12，支架2通过高度调节杆12安设于底座1上，进而可以根据光学遥感器的入光口位置进行高度调整，以不遮挡入光口为宜。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光学遥感器外热流模拟装置，包括底座以及安设于所述底座上的支架，其特征在于：所述支架上设置有两个第一加热区以及一个第二加热区，所述第二加热区位于两个所述第一加热区之间，且所述第二加热区与两个所述第一加热区之间均形成夹角，所述第二加热区与两个所述第一加热区之间均通过挡板隔离，所述第一加热区包括加热单元一、与所述加热单元一相对设置的加热单元二以及位于所述加热单元一与所述加热单元二之间的加热单元三，所述第二加热区包括加热单元四以及与所述加热单元四相对设置的加热单元五，所述加热单元四与两个所述加热单元一位于同一平面内，所述加热单元五与两个所述加热单元二位于同一平面内，且两个所述加热单元三分别与两个所述挡板相对设置。

2.如权利要求1所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：所述加热单元一、加热单元二、加热单元三、加热单元四以及加热单元五均包括间隔设置的若干根镍铬加热钢带，各所述镍铬加热钢带均安装于所述支架上。

3.如权利要求2所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：相邻两个所述镍铬加热钢带之间的距离为所述镍铬加热钢带宽度的1～2倍。

4.如权利要求2所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：所述镍铬加热钢带的两端通过弹性件与所述支架的聚四氟乙烯连接。

5.如权利要求2所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：于所述镍铬加热钢带的内表面喷涂黑漆且外表面进行抛光处理，黑漆的红外发射率大于0.9。

6.如权利要求1所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：所述挡板为铝板，且于所述挡板的两个表面均喷涂有消杂光黑漆。

7.如权利要求1所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：所述支架通过高度调节杆安设于所述底座上。

8.如权利要求1所述的光学遥感器外热流模拟装置，其特征在于：每一加热单元对应一个加热电源，所述加热电源根据对应所述加热单元与对应加热区的角系数关系及其回路阻值和热流密度自适应控制输出功率。

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