CN114489180A - 一种用于热真空试验的多区独立控温方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于热真空试验的多区独立控温方法，包括以下部分：A.控温分区的设置：划分六个控温分区，分别为控温分区一、控温分区二、控温分区三、控温分区四、控温分区五和控温分区六由控制指令单元控制，采用六路独立控温方式，分区中设有移动温度传感器；B.各控温分区均由可编程控制器PLC发出的信号控制；C.控温分区一、控温分区二、控温分区三、控温分区六，采取制冷量调节和加热量调节两种方法进行精确控制。本发明中，涉及多种换热方式，可实现异步独立多分区控温，既能满足不同航天器部组件在热真空试验过程中对于温度的不同要求，又能够提高控温精度和温度均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及空间环境模拟技术领域，尤其涉及一种用于热真空试验的多区独立控温方法。
背景技术
航天器及其部组件在进行在发射或使用之前需要进行充分的热真空试验，以模拟产品在轨的工作状态，在真空环境下对其工作温度下的可靠性进行考核，从而减少或避免实际在轨运行过程中产生的故障或失效。然而，航天器及其部组件的结构与功能日趋复杂，在实际在轨运行中，存在协同工作关系的多个航天器部件、或航天器部件的不同部位往往在同一时刻工作于不同温度，同时对温度控制的均匀性也提出了更高要求。传统空间环境模拟设备的单点控温功能已逐渐不能满足测试需求，其主要缺点包括：
对于多个部件只能进行同步温度控制；
真空环境下多采用辐射传热的方式进行控温，难以满足温度均匀性要求。
因此需要对其进行改进，使其能够更好的满足测试需求。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种用于热真空试验的多区独立控温方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于热真空试验的多区独立控温方法，包括以下部分：
A.控温分区的设置：划分六个控温分区，分别为控温分区一、控温分区二、控温分区三、控温分区四、控温分区五和控温分区六由控制指令单元控制，采用六路独立控温方式，分区中设有移动温度传感器；
B.各控温分区均由可编程控制器PLC发出的信号控制；
C.控温分区一、控温分区二、控温分区三、控温分区六，采取制冷量调节和加热量调节两种方法进行精确控制；
D.控温分区四、控温分区五降温过程采用液氮相变制冷，采用开式供液；升温过程，采用加热执行单元控制加热。
优选地，所述控温分区一包括接触换热器、高低温导热介质、固定温度传感器。
优选地，所述C中制冷量调节和加热量调节具体为：
制冷量调节：浴油进行制冷，通过设置在主制冷管路上的制冷电磁阀控制进入浴油冷却器的制冷剂流量，通过热力膨胀阀自动调节油冷却器内制冷剂的压力，控制制冷剂的蒸发温度，从而控制住浴油的温度，旁通电磁阀允许制冷剂绕过冷却器直接进入回气管；
加热量调节：浴油进行加热时，通过控制电加热器的功率对导热油的温度进行控制，采用电加热方式，对控制器发出的指令做出快速反应并减少过冲，对电加热器进行分组设计和控制以提高控制精度，在负载和温度变化的情况下加热量可精准调节。
优选地，所述控温采用自动自适应串级PID控制算法，过冲小，回调时间短，波动度小，自适应实验负载的变化，实际温度偏离所设定的温度阈值范围时，PLC发出指令使浴油温度改变，控制温度在设定范围内。
优选地，所述控温分区二和控温分区三包括接触换热器、高低温导热介质和固定温度传感器。
优选地，所述控温分区四和控温分区五包括辐射换热器、高低温导热介质、固定温度传感器和加热执行单元。
优选地，所述控温分区流包括辐射换热器、高低温导热介质、固定温度传感器。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本申请通过涉及多种换热方式，可实现异步独立多分区控温，既能满足不同航天器部组件在热真空试验过程中对于温度的不同要求，又能够提高控温精度和温度均匀性。
附图说明
图1示出了根据本发明实施例提供的各控温分区结构示意图；
图2示出了根据本发明实施例提供的控温分区一结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例提供的控温分区四结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例提供的控温分区六结构示意图；
图例说明：
100、控温分区一；200、控温分区二；300、控温分区三；400、控温分区四；500、控温分区五；600、控温分区六；700、移动温度传感器；110、接触换热器；120、高低温导热介质；130、固定温度传感器；510、辐射换热器；540、加热执行单元；800、控制指令单元。
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作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。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：
一种用于热真空试验的多区独立控温方法，包括以下部分：
A.控温分区的设置：划分六个控温分区，分别为控温分区一100、控温分区二200、控温分区三300、控温分区四400、控温分区五500和控温分区六600由控制指令单元800控制，采用六路独立控温方式，分区中设有移动温度传感器700；
B.各控温分区均由可编程控制器PLC发出的信号控制；
C.控温分区一100、控温分区二200、控温分区三300、控温分区六600，采取制冷量调节和加热量调节两种方法进行精确控制；
D.控温分区四400、控温分区五500降温过程采用液氮相变制冷，采用开式供液；升温过程，采用加热执行单元540控制加热。
具体的，如图1所示，控温分区一100包括接触换热器110、高低温导热介质120、固定温度传感器130，用于对置于其上部的试验件进行接触换热。
C中制冷量调节和加热量调节具体为：
制冷量调节：浴油进行制冷，通过设置在主制冷管路上的制冷电磁阀控制进入浴油冷却器的制冷剂流量，通过热力膨胀阀自动调节油冷却器内制冷剂的压力，控制制冷剂的蒸发温度，从而控制住浴油的温度，旁通电磁阀允许制冷剂绕过冷却器直接进入回气管；
加热量调节：浴油进行加热时，通过控制电加热器的功率对导热油的温度进行控制，采用电加热方式，对控制器发出的指令做出快速反应并减少过冲，对电加热器进行分组设计和控制以提高控制精度，在负载和温度变化的情况下加热量可精准调节。
控温采用自动自适应串级PID控制算法，过冲小，回调时间短，波动度小，自适应实验负载的变化，实际温度偏离所设定的温度阈值范围时，PLC发出指令使浴油温度改变，控制温度在设定范围内。
控温分区二200和控温分区三300包括接触换热器110、高低温导热介质120和固定温度传感器130，用于对置于其上部的试验件进行接触换热。
控温分区四400和控温分区五500包括辐射换热器510、高低温导热介质120、固定温度传感器130和加热执行单元540，提供冷背景或热背景。
控温分区流600包括辐射换热器510、高低温导热介质120、固定温度传感器130，用于辐射换热。
辐射换热器510具有提供-180℃～+120℃的背景温度的功能，材料选用铜材，内表面涂以高吸收率的黑漆。低温导热介质(420)为液氮，使整个辐射换热器510的温度保持在低于100K，来模拟空间的冷黑环境。固定温度传感器130为PT100，布置于辐射换热器510表面用于温度数据采集，加热执行单元,540固定在辐射换热器510表面，用于提供高温环境。
接触换热器110具有支撑试件、控制试件温度等功能，为使整个平面上温度均匀，一方面尽可能多地设置介质通道，另一方面尽量均匀分配介质。在整个接触换热器,110的截面上，各通道的流量近似相等，为底板的表面温度均匀性提供了保证。高低温导热介质120为导热浴油，通过进液管道与出液管道流动实现换热。固定温度传感器130为PT100，布置于辐射换热器110表面，用于温度数据采集。
实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，包括以下部分：
A.控温分区的设置：划分六个控温分区，分别为控温分区一（100）、控温分区二（200）、控温分区三（300）、控温分区四（400）、控温分区五（500）和控温分区六（600）由控制指令单元（800）控制，采用六路独立控温方式，分区中设有移动温度传感器（700）；
B.各控温分区均由可编程控制器PLC发出的信号控制；
C.控温分区一（100）、控温分区二（200）、控温分区三（300）、控温分区六（600），采取制冷量调节和加热量调节两种方法进行精确控制；
D.控温分区四（400）、控温分区五（500）降温过程采用液氮相变制冷，采用开式供液；升温过程，采用加热执行单元（540）控制加热。
2.根据权利要求1所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述控温分区一（100）包括接触换热器（110）、高低温导热介质（120）、固定温度传感器（130）。
3.根据权利要求1所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述C中制冷量调节和加热量调节具体为：
制冷量调节：浴油进行制冷，通过设置在主制冷管路上的制冷电磁阀控制进入浴油冷却器的制冷剂流量，通过热力膨胀阀自动调节油冷却器内制冷剂的压力，控制制冷剂的蒸发温度，从而控制住浴油的温度，旁通电磁阀允许制冷剂绕过冷却器直接进入回气管；
加热量调节：浴油进行加热时，通过控制电加热器的功率对导热油的温度进行控制，采用电加热方式，对控制器发出的指令做出快速反应并减少过冲，对电加热器进行分组设计和控制以提高控制精度，在负载和温度变化的情况下加热量可精准调节。
4.根据权利要求3所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述控温采用自动自适应串级PID控制算法，过冲小，回调时间短，波动度小，自适应实验负载的变化，实际温度偏离所设定的温度阈值范围时，PLC发出指令使浴油温度改变，控制温度在设定范围内。
5.根据权利要求1所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述控温分区二（200）和控温分区三（300）包括接触换热器（110）、高低温导热介质（120）和固定温度传感器（130）。
6.根据权利要求1所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述控温分区四（400）和控温分区五（500）包括辐射换热器（510）、高低温导热介质（120）、固定温度传感器（130）和加热执行单元（540）。
7.根据权利要求1所述的一种用于热真空试验的多区独立控温方法，其特征在于，所述控温分区流（600）包括辐射换热器（510）、高低温导热介质（120）、固定温度传感器（130）。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104571176A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-29 | 上海卫星装备研究所 | 一种分区控制高精度温度模拟装置 |
| CN106647873A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-05-10 | 北京卫星环境工程研究所 | 大型航天器天线性能测试的吸波外热流模拟系统控温方法 |
| CN107145174A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-08 | 江苏石川岛丰东真空技术有限公司 | 一种热处理用真空炉分区温度控制系统 |
| CN207105678U (zh) * | 2017-03-08 | 2018-03-16 | 青岛东正浩机电科技有限公司 | 一种用于复合材料修理的固化组件及固化设备 |
| CN109613052A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-12 | 南京航空航天大学 | 一种结构试验的热加载装置 |
| CN111141069A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-12 | 无锡冠亚恒温制冷技术有限公司 | 航空航天零部件测试用制冷加热控温系统 |
| CN112265653A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-26 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于功率均衡的航天器自主热控方法 |
| CN112295630A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-02 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种液氮和浴油双介质兼容型高真空调温系统及调温方法 |
| CN113371236A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 上海卫星装备研究所 | 一种宽温区空间环境模拟试验系统及方法 |
-
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104571176A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-29 | 上海卫星装备研究所 | 一种分区控制高精度温度模拟装置 |
| CN106647873A (zh) * | 2016-07-20 | 2017-05-10 | 北京卫星环境工程研究所 | 大型航天器天线性能测试的吸波外热流模拟系统控温方法 |
| CN207105678U (zh) * | 2017-03-08 | 2018-03-16 | 青岛东正浩机电科技有限公司 | 一种用于复合材料修理的固化组件及固化设备 |
| CN107145174A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-09-08 | 江苏石川岛丰东真空技术有限公司 | 一种热处理用真空炉分区温度控制系统 |
| CN109613052A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-12 | 南京航空航天大学 | 一种结构试验的热加载装置 |
| CN111141069A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-05-12 | 无锡冠亚恒温制冷技术有限公司 | 航空航天零部件测试用制冷加热控温系统 |
| CN112265653A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-26 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种基于功率均衡的航天器自主热控方法 |
| CN112295630A (zh) * | 2020-10-19 | 2021-02-02 | 北京卫星环境工程研究所 | 一种液氮和浴油双介质兼容型高真空调温系统及调温方法 |
| CN113371236A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 上海卫星装备研究所 | 一种宽温区空间环境模拟试验系统及方法 |
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