一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，其中，加熱管置于熱加載箱內(nèi)，溫度傳感器的感應(yīng)端置于熱加載箱內(nèi)，溫度傳感器的信號(hào)輸出端和加熱管的輸入端分別與溫度控制箱對應(yīng)連接，加熱管的內(nèi)部填充有且氧化鎂兩端用陶瓷密封，加熱管通過多個(gè)隔熱卡箍安裝于熱加載箱的內(nèi)壁上，多個(gè)散熱片安裝于加熱管上，轉(zhuǎn)臂連接支撐板安裝于熱加載箱的箱口并用于與離心機(jī)轉(zhuǎn)臂契合連接。本實(shí)用新型通過在加熱管內(nèi)部填充氧化鎂并安裝散熱片，使其具有更好的散熱性能；通過溫度控制箱、溫度傳感器和加熱管實(shí)現(xiàn)熱加載箱內(nèi)的精密溫度控制；通過轉(zhuǎn)臂連接支撐板安裝熱加載箱，使其安裝穩(wěn)定可靠；通過隔熱卡箍安裝加熱管，使其便于更換且隔熱性、絕緣性良好。
【專利說明】
一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用裝置，尤其涉及一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置。【背景技術(shù)】
[0002]飛行器在飛行歷程中，需進(jìn)行加速、減速及機(jī)動(dòng)飛行等動(dòng)作。要受來自各個(gè)方向、 不同大小的變加速度作用；同時(shí)，變加速度飛行過程中所經(jīng)歷的溫度載荷亦有較大變化，如經(jīng)過不同大氣層環(huán)境所帶來的溫度變化，構(gòu)成了飛行器飛行過程中所需經(jīng)歷的變加速度-溫度復(fù)合環(huán)境。當(dāng)飛行器飛行速度達(dá)到或超過5倍聲行時(shí)(如超高聲速飛行器)，飛行器機(jī)動(dòng)動(dòng)作產(chǎn)生的變加速度更加明顯，同時(shí)，快速飛行的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)換成熱能，飛行器表面響應(yīng)溫度急速升溫，當(dāng)溫度傳至飛行器內(nèi)部，可能會(huì)造成飛行器內(nèi)部電子學(xué)器件工作失效等后果。 因此，有必要在地面研制階段對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的變加速度-溫度復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)考核。
[0003]不同于單一環(huán)境試驗(yàn)，復(fù)合試驗(yàn)可以暴露單一環(huán)境試驗(yàn)無法暴露的問題，除此之夕卜，相對于穩(wěn)態(tài)加速度環(huán)境，變加速度對產(chǎn)品部件受力、內(nèi)部溫度傳導(dǎo)等方面考核更加嚴(yán)酷。因此，研究變加速度環(huán)境條件下的溫度熱加載試驗(yàn)技術(shù)，開發(fā)相關(guān)復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備十分重要。
[0004]根據(jù)GJB150A標(biāo)準(zhǔn)，中國國內(nèi)進(jìn)行單一溫度環(huán)境試驗(yàn)考核，一般多采用溫度箱進(jìn)行，然而，溫度箱體積、重量較大，且其工作時(shí)所需電力供應(yīng)，對于離心機(jī)集流環(huán)等均是較大負(fù)擔(dān)，因此不易放置在離心機(jī)上進(jìn)行。
[0005]中國國內(nèi)進(jìn)行溫度-加速度復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)研究尚處在起步階段。采用的試驗(yàn)方法依舊是“離心機(jī)+溫度加載試驗(yàn)設(shè)備”這一形式。如浙江大學(xué)的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)，建立起的一套溫度-離心復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)系統(tǒng)，在離心機(jī)末端用加熱絲設(shè)計(jì)溫度加載密閉容器，然而其轉(zhuǎn)軸長度小于2m，最大線加速度10g，體積較小，僅僅可以完成一些試驗(yàn)原理的探索工作，無法承擔(dān)具體產(chǎn)品的溫度-離心復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)任務(wù)。
[0006]中物院總體所環(huán)境中心長期跟蹤國內(nèi)外溫度-加速度復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)展，利用聚四氟乙烯加熱薄膜，設(shè)計(jì)加熱筒，在不要求變加速度及變溫條件下，可以實(shí)現(xiàn)加速度 50g以下、溫度60攝氏度的溫度-加速度環(huán)境模擬。這種裝置可以完成穩(wěn)態(tài)加速度-溫度復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)考核，但是從溫度升溫范圍、溫度及加速度變化率、安全性等方面要求，并不適用于變加速度環(huán)境的溫度-加速度環(huán)境試驗(yàn)，比如，聚四氟乙烯加熱膜耐溫不超過1〇〇度，因此，最高溫度、溫度上升速率必然受到限制;采用高溫膠將加熱膜貼合在容器內(nèi)壁，這種安裝方式若想對加熱膜進(jìn)行更換，則十分困難;聚四氟乙烯是一種塑料，在變加速度、高溫環(huán)境下受到機(jī)械力、熱應(yīng)力容易發(fā)生變形、甚至融化，加熱膜內(nèi)部還有可能因?yàn)楦邷?，造成脫膠，引發(fā)里面包含的加熱絲短路，發(fā)生安全事故。另外，塑料的抗磨性能，耐久適用性能，抗氧化性能均較差，容易引發(fā)安全隱患?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種滿足飛行器等產(chǎn)品變加速度條件下的溫度指標(biāo)要求且同時(shí)能提高系統(tǒng)安全性與實(shí)用性的變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置。
[0008]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0009]—種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，包括溫度控制箱、溫度傳感器、熱加載箱、 加熱管、轉(zhuǎn)臂連接支撐板、隔熱卡箍和散熱片，所述加熱管置于所述熱加載箱內(nèi)，所述溫度傳感器的感應(yīng)端置于所述熱加載箱內(nèi)，所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端和所述加熱管的輸入端分別與所述溫度控制箱對應(yīng)連接，所述加熱管的內(nèi)部填充有且氧化鎂兩端用陶瓷密封， 所述加熱管通過多個(gè)所述隔熱卡箍安裝于所述熱加載箱的內(nèi)壁上，多個(gè)所述散熱片安裝于所述加熱管上，所述轉(zhuǎn)臂連接支撐板安裝于所述熱加載箱的箱口并用于與離心機(jī)轉(zhuǎn)臂契合連接。
[0010]作為優(yōu)選，所述散熱片為花瓣形散熱片，具有更好的散熱效果，所述隔熱卡箍為剛玉卡箍，具有良好的耐溫性能、絕緣性能和剛性;所述加熱管為各自獨(dú)立的兩段，每段所述加熱管水平安裝于所述熱加載箱內(nèi)，兩段加熱管的輸入端分別與所述溫度控制箱對應(yīng)連接，這樣可以實(shí)現(xiàn)分區(qū)獨(dú)立控制，提高了控制精確性。
[0011]為了進(jìn)一步提高安裝穩(wěn)定性，所述轉(zhuǎn)臂連接支撐板的內(nèi)端置于所述熱加載箱的箱口內(nèi)，所述轉(zhuǎn)臂連接支撐板的內(nèi)端與所述熱加載箱的箱口內(nèi)壁之間設(shè)有支撐連接板。
[0012]作為優(yōu)選，所述熱加載箱的箱壁為夾層不銹鋼板，所述夾層不銹鋼板的夾層內(nèi)填充有隔熱棉，這種結(jié)構(gòu)使熱加載箱兼具良好的剛度和隔熱性能。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0014]本實(shí)用新型通過在加熱管內(nèi)部填充氧化鎂，使其具有更好的散熱性能，安裝散熱片進(jìn)一步提高了散熱性能，加熱管的兩端采用陶瓷密封，使其密封性能得到保障;溫度控制箱通過溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測熱加載箱內(nèi)部溫度，并通過控制加熱管的輸出功率，實(shí)現(xiàn)熱加載箱內(nèi)的精密溫度控制;通過轉(zhuǎn)軸連接支撐板安裝熱加載箱，使其安裝更加穩(wěn)定可靠;采用隔熱卡箍固定加熱管的方式進(jìn)行加熱，加熱管的更換、使用更加方便，而且具有絕緣性好、 耐高溫、剛性好、安全性高的特點(diǎn)；采用雙溫區(qū)的熱加載設(shè)計(jì)，加熱溫度可達(dá)到400度，加熱指標(biāo)更高，溫度控制均勻性更好，且功能強(qiáng)大。【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型所述變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置安裝于離心機(jī)轉(zhuǎn)軸后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型所述變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了內(nèi)部結(jié)構(gòu)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0018]如圖2所示，本實(shí)用新型所述變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置包括溫度控制箱(圖中未示)、溫度傳感器7、熱加載箱84、加熱管86、轉(zhuǎn)臂連接支撐板81、剛玉隔熱卡箍87和花瓣形散熱片88,熱加載箱84的箱壁為夾層不銹鋼板，所述夾層不銹鋼板的夾層內(nèi)填充有隔熱棉85，加熱管86為各自獨(dú)立的兩段，每段加熱管86水平安裝于熱加載箱84內(nèi)，溫度傳感器7 的感應(yīng)端置于熱加載箱84內(nèi)，溫度傳感器7的信號(hào)輸出端和兩段加熱管86的輸入端分別與所述溫度控制箱對應(yīng)連接，加熱管86的內(nèi)部填充有且氧化鎂兩端用陶瓷密封，加熱管86通過多個(gè)剛玉隔熱卡箍87安裝于熱加載箱84的內(nèi)壁上，多個(gè)花瓣形散熱片88安裝于加熱管86 上，轉(zhuǎn)臂連接支撐板81通過連接螺栓82安裝于熱加載箱84的箱口并用于與離心機(jī)轉(zhuǎn)臂(見圖1中的離心機(jī)轉(zhuǎn)臂2)契合連接，轉(zhuǎn)臂連接支撐板81的內(nèi)端置于熱加載箱84的箱口內(nèi)，轉(zhuǎn)臂連接支撐板81的內(nèi)端與熱加載箱84的箱口內(nèi)壁之間設(shè)有支撐連接板83。這里的契合連接指熱加載箱84的箱口與離心機(jī)轉(zhuǎn)臂之間無縫連接。
[0019]如圖1所示，使用時(shí)，將本熱加載裝置8安裝在離心機(jī)轉(zhuǎn)臂2上，圖1中還示出了離心機(jī)配重塊1、儀器艙3、離心機(jī)轉(zhuǎn)軸4、功率/信號(hào)環(huán)5、支座6和溫度傳感器7,上述溫度控制箱置于儀器艙3內(nèi)，溫度傳感器7的信號(hào)輸出端和兩段加熱管86的輸入端通過功率/信號(hào)環(huán)5與溫度控制箱轉(zhuǎn)換連接。
[0020]為了說明本實(shí)用新型所述變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置的實(shí)用性，下面以優(yōu)選的熱加載方法為例進(jìn)行具體說明，但下述方法并非唯一方法，也不是本實(shí)用新型的保護(hù)對象。
[0021]結(jié)合圖1和圖2,本實(shí)用新型所述變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置采用的優(yōu)選熱加載方法，采用雙溫區(qū)熱加載方法:對兩段加熱管86進(jìn)行分別控溫，溫度高的部分，減小加熱管86的輸出功率，溫度低的部分，增加加熱管86的輸出功率;或者，采用響應(yīng)溫度方法:將一只溫度傳感器放置在試驗(yàn)件上，直接獲取試驗(yàn)件響應(yīng)溫度，另外一只溫度傳感器(即圖中的溫度傳感器7)放置在熱加載箱84的內(nèi)部，獲取試驗(yàn)環(huán)境溫度，通過控制兩段加熱管86的輸出功率使試驗(yàn)環(huán)境溫度與試驗(yàn)件響應(yīng)溫度一致。
[0022]上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不是對本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，其特征在于:包括溫度控制箱、溫度傳感器、 熱加載箱、加熱管、轉(zhuǎn)臂連接支撐板、隔熱卡箍和散熱片，所述加熱管置于所述熱加載箱內(nèi)， 所述溫度傳感器的感應(yīng)端置于所述熱加載箱內(nèi)，所述溫度傳感器的信號(hào)輸出端和所述加熱 管的輸入端分別與所述溫度控制箱對應(yīng)連接，所述加熱管的內(nèi)部填充有且氧化鎂兩端用陶 瓷密封，所述加熱管通過多個(gè)所述隔熱卡箍安裝于所述熱加載箱的內(nèi)壁上，多個(gè)所述散熱 片安裝于所述加熱管上，所述轉(zhuǎn)臂連接支撐板安裝于所述熱加載箱的箱口并用于與離心機(jī) 轉(zhuǎn)臂契合連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，其特征在于:所述散熱片為 花瓣形散熱片，所述隔熱卡箍為剛玉卡箍;所述加熱管為各自獨(dú)立的兩段，每段所述加熱管 水平安裝于所述熱加載箱內(nèi)，兩段加熱管的輸入端分別與所述溫度控制箱對應(yīng)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)臂 連接支撐板的內(nèi)端置于所述熱加載箱的箱口內(nèi)，所述轉(zhuǎn)臂連接支撐板的內(nèi)端與所述熱加載 箱的箱口內(nèi)壁之間設(shè)有支撐連接板。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變加速度環(huán)境試驗(yàn)用熱加載裝置，其特征在于:所述熱加 載箱的箱壁為夾層不銹鋼板，所述夾層不銹鋼板的夾層內(nèi)填充有隔熱棉。
【文檔編號(hào)】G05D23/20GK205670273SQ201620507988
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】魯亮, 勝來, 歐峰
【申請人】中國工程物理研究院總體工程研究所