空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器的制造方法
【專利摘要】空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器屬于空間光學(xué)遙感器地面試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能滿足光學(xué)遙感器熱平衡試驗和熱光學(xué)試驗同步進(jìn)行的問題。本實用新型包括筒體和支架，筒體為中空結(jié)構(gòu)，筒體內(nèi)表面涂有發(fā)射率≥0.85的黑漆，筒體外表面粘貼有薄膜型電加熱器，支架包括上支架和下支架，上支架和下支架之間通過n個高度調(diào)節(jié)螺栓連接，上支架與支撐圓環(huán)焊接在一起。本實用新型的筒體前端端面直徑與空間光學(xué)遙感器入光口口徑相同，柱形筒體后端的直徑不小于光學(xué)遙感器視場角在柱形后端近平行光源端面處的投影直徑，可以使熱平衡試驗和熱光學(xué)試驗一并進(jìn)行規(guī)劃，試驗工況交叉進(jìn)行，既縮短試驗周期，又節(jié)約試驗成本。
【專利說明】空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于空間光學(xué)遙感器地面試驗【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]空間光學(xué)遙感器是一種應(yīng)用廣泛的航天成像有效載荷，可以執(zhí)行國土勘察、海洋監(jiān)視、對地偵察等工作任務(wù)。在其產(chǎn)品實際研制的過程中，需要對整機(jī)進(jìn)行充分、嚴(yán)格的地面真空熱試驗驗證，真空熱試驗不僅要驗證遙感器的熱控設(shè)計，還要對模擬在軌工作溫度環(huán)境條件下的成像質(zhì)量進(jìn)行預(yù)示。
[0003]真空熱試驗一般在空間環(huán)境模擬器中進(jìn)行，進(jìn)行在軌溫度環(huán)境模擬時需要模擬空間外熱流，外熱流模擬的裝置包括太陽模擬器、紅外加熱籠、紅外燈陣、電加熱器等，其中遙感器入光口處的地球外熱流模擬以紅外加熱籠為主，因其結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，應(yīng)用較為普遍，但是紅外加熱籠僅能滿足驗證遙感器熱控設(shè)計的熱平衡試驗要求，并不適用于預(yù)示在軌成像質(zhì)量的熱光學(xué)試驗，因為紅外籠的加熱帶對遙感器入光口有間隔性的遮擋，使試驗的平行光源入射能大幅衰減，對檢測預(yù)示結(jié)果會造成很大影響，甚至無法進(jìn)行光學(xué)檢測。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于提出一種空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能滿足光學(xué)遙感器熱平衡試驗和熱光學(xué)試驗同步進(jìn)行的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器包括筒體和支架，所述筒體為中空結(jié)構(gòu)，所述筒體內(nèi)表面涂有發(fā)射率> 0.85的黑漆，所述筒體外表面粘貼有薄膜型電加熱器，所述筒體固定在支架上。
[0006]所述筒體包括筒體前端和筒體后端,所述筒體前端為錐形,筒體后端為柱形,所述筒體前端端面、中部和筒體后端端面分別設(shè)置有支撐圓環(huán)，所述筒體通過支撐圓環(huán)固定在支架上。
[0007]所述柱形的筒體后端與錐形的筒體前端的小端面接觸，所述筒體前端端面直徑與空間光學(xué)遙感器入光口口徑相同，所述柱形筒體后端的直徑不小于光學(xué)遙感器視場角在柱形后端近平行光源端面處的投影直徑，所述筒體后端的長度為筒體后端的直徑的1-1.5倍，所述筒體前端的張角為30° -60°。
[0008]所述支架包括上支架和下支架，所述上支架和所述下支架之間通過η個高度調(diào)節(jié)螺栓連接，所述上支架與支撐圓環(huán)焊接在一起。
[0009]所述η的取值為:η=4。
[0010]所述筒體外表面電加熱器外側(cè)和支架包覆有熱絕緣材料。
[0011]本實用新型的有益效果為:本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器通過電加熱器對筒體施加功耗，通過筒體內(nèi)表面對光學(xué)遙感器入光口進(jìn)行紅外加熱，將筒體外表面加熱器劃分多個區(qū)域，分別進(jìn)行控制，可以實現(xiàn)大范圍熱流密度的模擬需要，同時對筒體進(jìn)行多區(qū)域控制，便于精確調(diào)節(jié)入光口處外熱流；通過筒體外表面及支架的隔熱措施，可以將熱損失降到最低，節(jié)約資源的同時，還可以有效減低地球外熱流模擬器對空間環(huán)境模擬器熱沉溫度的影響；地球外熱流模擬器的錐形前端靠近光學(xué)遙感器入光口，柱形后端靠近平行光源，柱形的筒體后端與錐形的筒體前端的小端面接觸，筒體前端靠近空間光學(xué)遙感器入光口處的端面直徑與空間光學(xué)遙感器入光口口徑相同，柱形的筒體后端的直徑不小于空間光學(xué)遙感器視場角在柱形后端靠近平行光源的端面處的投影直徑，筒體后端的長度為筒體后端的直徑的1-1.5倍，筒體前端的張角或圓錐頂角為30° -60°，既可以滿足光學(xué)遙感器熱平衡試驗入光口外熱流模擬的需要，同時又不遮擋光路，可以滿足熱光學(xué)試驗光學(xué)檢測的需要，在空間環(huán)境模擬器提供的“冷黑”環(huán)境下，可以正常使用，所以進(jìn)行熱試驗時，可以將上述兩個試驗一并進(jìn)行規(guī)劃，試驗工況交叉進(jìn)行，這樣既可以縮短試驗周期，又可以節(jié)約試驗成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器工作原理圖；
[0014]圖3為本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器使用示意圖；
[0015]圖4為本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器工作方式示意圖；
[0016]其中:1、筒體前端，2、筒體后端，3、支撐圓環(huán)，4、上支架，5、高度調(diào)節(jié)螺栓，6、下支架，7、空間光學(xué)遙感器，8、入光口，9、地球外熱流模擬器，10、熱耗，11、紅外熱流，12、熱流計；13、空間環(huán)境模擬器，14、載物臺，15、平行光源。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步說明。
[0018]參見附圖1，本實用新型的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器包括筒體和支架，所述筒體為喇叭形的中空結(jié)構(gòu)，筒體材料為2_厚鋁合金板，所述筒體內(nèi)表面噴涂發(fā)射率> 0.85的黑漆，黑漆的發(fā)射率與空間環(huán)境模擬器13的熱沉內(nèi)表面發(fā)射率相當(dāng)，筒體前端I和筒體后端2各劃分四個加熱分區(qū)，對筒體進(jìn)行分區(qū)加熱，若需提高外熱流模擬精度可對加熱區(qū)進(jìn)一步細(xì)分，電加熱器根據(jù)需要可采用雙加熱回路加熱器，主備份加熱回路均啟動工作時，可將加熱功耗提升一倍，以滿足高熱流密度的需求。
[0019]所述筒體外表面粘貼有薄膜型電加熱器，實現(xiàn)對模擬器分區(qū)域加載功耗，所述筒體固定在支架上。
[0020]所述筒體包括筒體前端I和筒體后端2,所述筒體前端I為錐形,筒體后端2為柱形，所述筒體前端I端面、中部和筒體后端2端面分別設(shè)置有支撐圓環(huán)3，對筒體起到定型及固定作用，支撐環(huán)與筒體沿周向焊接為一體，材料為2cm厚鋼帶，所述筒體通過支撐圓環(huán)3固定在支架上。
[0021]所述柱形的筒體后端2與錐形的筒體前端I的小端面接觸，所述筒體前端I端面直徑與空間光學(xué)遙感器入光口 8 口徑相同，所述柱形筒體后端2的直徑不小于光學(xué)遙感器視場角在柱形后端近平行光源端面處的投影直徑，以不遮擋入光口光路為原則，所述筒體后端2的長度為筒體后端2的直徑的1-1.5倍，所述筒體前端I的張角或圓錐頂角為30。-60。。
[0022]所述支架包括上支架4和下支架6，
[0023]所述上支架4為角鋼結(jié)構(gòu)，通過六個連接點(diǎn)對筒體進(jìn)行支撐，每個支撐圓環(huán)3設(shè)置兩個連接點(diǎn)，上支架4與支撐圓環(huán)3焊接為一體，所述上支架4和所述下支架6之間通過四個高度調(diào)節(jié)螺栓5連接，根據(jù)試驗需要進(jìn)行高度調(diào)節(jié)，使地球外熱流模擬器中心與光學(xué)遙感器入光口中心對準(zhǔn)，高度調(diào)節(jié)螺栓5規(guī)格根據(jù)試驗需要選取，高度調(diào)節(jié)螺栓5行程須滿足試驗需要，下支架6為角鋼結(jié)構(gòu)，試驗中地球外熱流模擬器9置于空間環(huán)境模擬器13的載物臺14上。
[0024]所述筒體外表面電加熱器外側(cè)和支架包覆有15單元多層隔熱材料，有效減少通過筒體外表面及支架的輻射熱損失，并降低地球外熱流模擬器9對空間環(huán)境模擬器13熱沉溫度的影響。
[0025]參見附圖2，對地球外熱流模擬器9外表面施加熱耗10，筒體溫度上升，內(nèi)表面的紅外熱流11增加，對空間光學(xué)遙感器7的入光口 8進(jìn)行紅外加熱，由入光口 8處的熱流計12進(jìn)行熱流監(jiān)測，通過調(diào)整地球外熱流模擬器9的外表面各區(qū)域的加熱功耗，使熱流計12監(jiān)測值達(dá)到目標(biāo)值，各位置的熱流密度均勻一致。
[0026]參見附圖3，實際使用時，筒體前端I正對空間光學(xué)遙感器7入光口 8，筒體中心軸對準(zhǔn)光學(xué)遙感器入光口 8中心，依據(jù)使用經(jīng)驗，筒體前端I與光學(xué)遙感器入光口 8距離保持在IOcm左右較為合適。試驗中光學(xué)遙感器入光口 8中心、地球外熱流模擬器9筒體中心以及平行光源15中心三者同軸。熱試驗時，空間光學(xué)遙感器7及地球外熱流模擬器9均置于空間環(huán)境模擬器13的載物臺14上，在外熱流模擬器下支架6與載物臺14之間加裝20mm厚聚酰亞胺或聚四氟乙烯隔熱墊，以減少通過模擬器支架向載物臺14的傳導(dǎo)熱損失。
[0027]參見附圖4，使用該地球外熱流模擬器9模擬外熱流時，在光學(xué)遙感器入光口 8處設(shè)置熱流計12測量到達(dá)外熱流，模擬器試驗系統(tǒng)通過程控電源、熱流計12、測溫系統(tǒng)以及計算機(jī)系統(tǒng)組成控制回路，通過程控電源對地球外熱流模擬器9外表面施加功耗，模擬器內(nèi)表面對光學(xué)遙感器入光口 8進(jìn)行紅外加熱，通過熱流計12及溫度采集系統(tǒng)采集溫度數(shù)據(jù)，由計算機(jī)系統(tǒng)將溫度值換算成熱流密度值，再反饋給程控電源調(diào)整加載功耗，直至入光口 8處達(dá)到目標(biāo)熱流值。
[0028]以上為本實用新型的【具體實施方式】，但絕非對本實用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，包括筒體和支架，所述筒體為中空結(jié)構(gòu)，所述筒體內(nèi)表面涂有發(fā)射率> 0.85的黑漆，所述筒體外表面粘貼有薄膜型電加熱器，所述筒體固定在支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，所述筒體包括筒體前端(I)和筒體后端(2),所述筒體前端(I)為錐形,筒體后端(2)為柱形，所述筒體前端(I)端面、中部和筒體后端(2)端面分別設(shè)置有支撐圓環(huán)(3)，所述筒體通過支撐圓環(huán)(3)固定在支架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，所述柱形的筒體后端(2)與錐形的筒體前端(I)的小端面接觸，所述筒體前端(I)端面直徑與空間光學(xué)遙感器(7)入光口口徑相同，所述柱形筒體后端(2)的直徑不小于視場角在柱形后端近平行光源端面處的投影直徑，所述筒體后端(2)的長度為筒體后端(2)的直徑的1-1.5倍，所述筒體前端(I)的張角為30° -60°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，所述支架包括上支架(4)和下支架(6)，所述上支架(4)和所述下支架(6)之間通過η個高度調(diào)節(jié)螺栓(5)連接，所述上支架(4)與支撐圓環(huán)(3)焊接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，所述η的取值為:η=4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間光學(xué)遙感器真空熱試驗地球外熱流模擬器，其特征在于，所述筒體外表面電加熱器外側(cè)和支架包覆有熱絕緣材料。
【文檔編號】G01D18/00GK203550988SQ201320673164
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】關(guān)奉偉, 劉巨, 于善猛, 崔抗 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所