真空热试验的温度测量系统
气氮调温热沉系统设计
气氮调温热沉系统设计李培印;于晨;洪辰伟;吕剑锋;李天水【摘要】我国空间环境模拟试验中,多采用表面温度低于-173℃的热沉在地面模拟空间冷黑环境,与太空-270℃真实冷黑环境相比,模拟误差可控制在1％左右.随着我国深空探测的发展,特别是火星探测任务的提出,使用传统的液氮单相密闭循环制冷热沉达不到火星地表温度-123～27℃,无法满足火星探测模拟试验需求,采用调温热沉技术可解决此问题.介绍了气氮调节热沉温度的工作原理与系统主要组成部件的结构型式,对系统关键参数进行了分析计算,并完成了试验验证.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2019(025)004【总页数】5页(P254-258)【关键词】火星探测;调温热沉;液氮喷淋;空间模拟【作者】李培印;于晨;洪辰伟;吕剑锋;李天水【作者单位】北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094;北京卫星环境工程研究所,北京100094;北京卫星环境工程研究所,北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TB6630 引言热沉调温系统是指利用外部温度控制设备，通过向热沉中通入温度和流量可控的介质，将热沉控制在规定的温度范围内，通过改变热沉自身温度来模拟外部环境温度的变化。
目前国内外采用的热沉调温方法主要有两大类：一类是使用氮气作为载冷剂通入热沉进行温度调节；另一类是使用耐高低温的烃类化合物作为载冷剂通入热沉进行温度调节。
采用耐高低温的烃类化合物作为载冷剂的调温系统，使用制冷机为载冷剂提供冷源，考虑到制冷机制冷功率有限以及循环泵的扬程限制，该调温系统常用于中小型空间环模设备中。
气氮调温方法可以使热沉温度在-140～120℃内连续可调，当前国际上许多国家采用这种热沉调温方案。
美国戈达德空间飞行中心的真空热试验设备采用氮气对热沉进行调温，热沉温度调节范围为-170～150℃，升降温速率最小为6℃/min。
真空热平衡试验
真空热平衡试验概述真空热平衡试验是一种用于测试和评估真空系统性能的实验方法。
在真空系统中，热传导和辐射是主要的能量传递方式。
真空热平衡试验旨在研究在真空条件下，热平衡的达成过程和系统的热传导性能。
试验目的真空热平衡试验的主要目的是评估真空系统的热平衡性能。
通过该试验，可以了解真空系统中的热传导和辐射现象，进而优化系统设计和改善系统性能。
试验装置真空室真空室是真空热平衡试验的核心装置。
它通常由高真空容器、真空阀门、真空泵和真空计等组成。
真空室应具备良好的密封性能，以确保试验过程中的真空度稳定。
加热装置加热装置用于提供热源，以产生热平衡试验所需的温度梯度。
常用的加热装置包括电热丝、加热板等。
温度测量装置温度测量装置用于测量真空室内各个位置的温度。
常用的温度测量装置包括热电偶、红外线温度计等。
试验步骤步骤一：真空室抽真空首先，将真空室与真空泵连接，打开真空阀门，开始抽真空。
通过抽真空，将真空室内的气体排除，使系统内部形成真空环境。
步骤二：加热装置启动启动加热装置，提供热源。
加热装置应根据试验需求，控制加热功率和时间。
通过加热，使真空室内部产生温度梯度。
步骤三：温度测量在加热过程中，使用温度测量装置对真空室内各个位置的温度进行测量。
通过测量得到的温度数据，可以了解热传导现象和热平衡的达成过程。
步骤四：数据记录和分析将温度测量数据记录下来，并进行数据分析。
可以通过绘制温度-时间曲线和温度-位置曲线等图表，来直观地展示真空系统的热传导和热平衡情况。
试验结果分析通过真空热平衡试验得到的数据和分析结果，可以评估真空系统的热平衡性能。
根据试验结果，可以对系统进行优化和改进，以提高系统的热传导效率和热平衡能力。
应用领域真空热平衡试验广泛应用于各个领域，特别是需要在真空环境下进行工作的行业。
例如，航天器、半导体制造、真空冷冻设备等领域都需要进行真空热平衡试验，以确保系统的稳定性和性能。
结论真空热平衡试验是一种重要的实验方法，可以评估真空系统的热平衡性能。
热真空试验系统温度均匀度试验研究
１热 真 空试 验 系统 航天器发射入轨后会遇到复杂的空间环境 ，如真空 、 冷黑 、太 阳辐射 、粒子辐照和原子 氧等 ，对 于航天器而 言
热真空试验条件
热真空试验条件热真空试验是一种常用的试验手段，用于模拟太空环境中的极端温度和真空条件，以测试物体的性能和耐受能力。
本文将探讨热真空试验的条件、要求和应用。
以下是详细内容：一、热真空试验的条件热真空试验的条件是为了模拟太空环境的极端温度和真空条件，因此需要满足以下条件：1. 温度：热真空试验通常需要达到非常高或非常低的温度，以测试物体在极端温度下的性能。
通常使用的温度范围从-273摄氏度到2000摄氏度不等。
2. 真空度：热真空试验需要在真空环境中进行，以模拟太空中的真空条件。
真空度通常以帕斯卡（Pa）表示，取决于具体的试验要求。
一般情况下，需要达到10^(-6)至10^(-8)帕的超高真空或低真空。
3. 试验时间：热真空试验的时间可以根据具体要求而定，可以是几分钟或几天。
试验时间的长短会影响结果的稳定性和可靠性。
二、热真空试验的要求热真空试验的要求通常涉及以下几个方面：1. 安全性：热真空试验需要注意安全操作，确保试验过程中人员和设备的安全。
在高温下，试验设备应具备良好的隔热性，并采取必要的防护措施，防止意外发生。
2. 试验目的：热真空试验的目的可能是测试材料的热膨胀性、热稳定性、热传导性等。
试验前需要明确试验目的，以便选择适当的试验方法和设备。
3. 试验装置：热真空试验需要使用专用的试验装置，如真空箱、热源、冷源等。
试验装置应设计合理、操作方便，能够满足试验要求，并保持试验环境的稳定性。
4. 数据采集与分析：热真空试验需要对试验过程中的数据进行采集和分析。
合适的数据采集设备和分析方法可以保证试验结果的准确性和可靠性。
三、热真空试验的应用热真空试验广泛应用于航空航天、电子、材料等领域，用于测试和评估各种材料、元器件和设备在极端温度和真空条件下的性能。
以下是一些具体的应用场景：1. 材料研究：热真空试验可用于测试材料的热稳定性、热膨胀性、热传导性等性能。
这对于材料的研发和选用具有重要意义，尤其是在航空航天领域。
航天器真空热试验极高外热流模拟试验方法
航天器真空热试验极高外热流模拟试验方法说实话航天器真空热试验极高外热流模拟试验方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道要模拟这个极高外热流可不是简单的事儿。
我试过好多方法呢。
一开始，我就想啊，是不是能用简单的加热设备来凑活一下。
我找了那些普通的加热丝，就想着把它功率加大，是不是就能模拟这个极高的外热流了。
结果啊，那是大错特错。
这个加热丝功率加大到一定程度就不行了，要么就开始不稳定，要么就直接给烧断了，这就像是让一个小马拉大车，根本拉不动啊。
后来我又想，那能不能用聚光的方式来提高热流密度呢。
我就找了些镜子，把光聚焦到一个小区域，想着这样热量就集中起来了吧。
可这里面问题太多了。
首先光的能量会有损耗，而且这个小区域的热流也不是我想要的那种均匀的极高热流，就像你炒菜的时候，放盐不均匀，有的地方咸得要命，有的地方没味道。
再后来我查阅了大量的资料，才知道有一种红外加热的方法比较靠谱。
它能够产生比较高强度的热流。
不过这个过程也很麻烦。
比如说，要精确控制这个红外加热器的功率，那可不容易。
我一开始总是估计不好这个功率该调多少。
有一次因为调得太大，差点就把测试的设备给弄坏了。
我觉得吧，在做这个极高外热流模拟试验的时候，设备的摆放位置也很重要。
就好比你烤东西，你不能把东西放得离热源太近，也不能太远。
如果离得太近，热流过高，测试设备受不了；离得太远，又达不到极高外热流的要求。
而且我不知道这个和真空环境交互有啥影响，我只知道每次在真空环境下的实验结果和预期的都有点差别，这个我还在研究。
在使用红外加热方法的时候，一定要有很精密的温度测量设备。
因为这个极高外热流一旦产生了，你必须要准确知道这个热流是多少，温度有没有达到要求。
我之前用的一个不太精准的温度计，那得到的数据根本就是乱七八糟的，就像你看东西戴着模糊的眼镜一样。
精确的温度计就像是你在黑暗中的一盏明灯，能够准确地让你知道热流的情况。
还有就是这个试验的安全问题。
因为要模拟极高外热流，所以设备就处于比较危险的状态，容易发生过热之类的情况。
热真空试验设备中的控温方式研究
：
鱼
ｌｍ ｌ＋ Ｃ．２ｍ２
式 中 ： —— 降温速 率 ，￣Ｃ／ｍｉｎ：
—
—
紫铜 在 ３０３～１９８ Ｋ的平 均 比热 ；
ｍ — — 铜 管 和 铜 板 的 总 质 量 ；
— — 不 锈 钢 在 ３０３～１９８ Ｋ 的 平 均 比 热 ；
ｍ厂 不锈 钢加强 筋质 量 ； ｐ厂 制 冷机 提供 的制冷 量 。
电 子产 品可 靠 性 与 环 境 试验
２０１２年
下 ．暴 露 卫 星 的设 计 与工 艺 问题 。 评 定 其 工 作 性 能 ，验证 其飞行 功 能 的试 验 ｌｌＩ。
重要 的航 天设 备都要 在上 天前 在地 面真 空试验 室进行低 温及 高温 的模 拟试 验 ．通 过 了检测 要求 的 设 备 才 被 允 许 安 装 在 上 天设 备 上 １２］ 在 做 真 空 环 境试 验 时 ．温度 传输 途 径有 ３种 基本 方 式 ：传 导 、 对 流 与 辐 射 ．在 １００ ｋＰａ环 境 （也 就 是 地 面 上 ） 下 ，传 导 、对流是 主要 的散 热方 式 ，辐射 只是起 辅 助 的作 用 。而 在 真 空 环境 下 ，因受 传 输 介 质 的 影 响 ．在 地 面上起重 要作 用 的对流传 热 方式几 乎不 起 作 用 ．传 导 成 为 重 要 的 散 热 方 式 ．同是 在 地 面 上散 热效果 很差 的辐 射传热 则成 为重 要 的方 式 同 时 ．由于 缺少 空气介 质 ．热 传 导各界 面 的接触 热阻 要 高很多 ，在 真空环 境下 ，组 件 （或 器件 ）温 度与 地 面经验 有相 当大 的差距 因此 ．研 究在 真空 情况 下 的高低 温循 环有 着重大 的意 义
１．１ 控 温 方 式
热真空试验原理
热真空试验原理
热真空试验是一种在真空环境下进行高温高真空条件下的材料性能和设备性能检测的实验方法。
其原理主要包括以下几个方面：
1. 真空环境：热真空试验通常在高真空环境下进行，利用真空技术将试验装置内外的气体排出，以减少热传导、热对流和热辐射对试验结果的影响。
高真空环境能够模拟真实应用中材料或设备的工作环境，并避免杂质的干扰。
2. 温度控制：热真空试验需要对试验装置进行加热或冷却，以实现不同温度条件下的性能测试。
常用的加热方式包括电加热、辐射加热和感应加热等。
温度控制系统可以根据需要调节加热功率和加热时间，以达到所需温度。
3. 测试参数测量：在热真空试验中，需要对试验装置的温度、压力、流量等参数进行测量和记录。
常用的测量仪器包括温度计、压力计、流量计等。
这些测量结果能够反映材料或设备在不同温度和真空环境下的性能变化。
4. 数据分析：热真空试验通过对测试数据的分析，可以评估材料或设备在高温高真空条件下的稳定性、耐受性和性能表现。
一般会比较不同条件下的试验结果，确定材料或设备的性能参数，如热传导系数、热膨胀系数和热稳定性等。
总之，热真空试验通过在高真空环境下控制温度等参数，评估
材料或设备在高温高真空条件下的性能特性，为材料研发和设备设计提供参考。
真空热实验中热电偶测温系统不确定度的评定
真空热实验中热电偶测温系统不确定度的评定高斌;赛建刚;王亚军;高博;韩磊;张海民【摘要】Thermocouple measurement system is widely used in vacuum thermal test. Temperature measurement sys-tem cannot be calibrated,because it uses a large number of thermocouple,and the temperature result is affected by temper-ature field changes of built-in referenced device. Uncertainty analysis and evaluation of thermocouple measurement sys-tem is given,according to the principle and the computational formula. Through experimentation with RTD(Resistance Temperature Detector),uncertainty evaluation of thermocouple measurement system is confirmed.%热电偶测温系统是真空热试验中最常用的温度测量系统.该测温系统使用热电偶数量多,同时受内置参考点温度场变化的影响,不适合对其系统进行校准.文章依据热电偶测温系统的工作原理和计算公式,对该测温系统的不确定度进行了分析和评定,对某一批次热电偶的不确定度进行了计算.通过试验与铂电阻测温的比对,对热电偶测温系统的不确定评价进行了验证.【期刊名称】《真空与低温》【年(卷),期】2017(023)002【总页数】5页(P115-119)【关键词】热电偶;测温系统;不确定度评定【作者】高斌;赛建刚;王亚军;高博;韩磊;张海民【作者单位】中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,西安710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119;中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119【正文语种】中文【中图分类】TB771太空环境处于真空、冷黑背景，为了暴露航天器及其组件的工艺缺陷，考核其性能和热设计，需要在地面进行充分的真空热试验。
航天器真空热试验测控系统应用现状及发展趋势_张景川
第29卷第3期航天器环境工程2012年6月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 263航天器真空热试验测控系统应用现状及发展趋势张景川，谢吉慧，王奕荣，裴一飞（北京卫星环境工程研究所，北京 100094）摘要：航天器真空热试验是航天器研制过程中必不可少的试验项目。
文章阐述了航天器真空热试验测控系统的特点和面临的挑战，总结归纳了航天器真空热试验测控系统的应用现状，分析展望了航天器真空热试验测控系统未来的发展趋势。
关键词：航天器；真空热试验；测控系统；应用现状；发展趋势中图分类号：TP206+.1; TP273 文献标识码：B 文章编号：1673-1379(2012)03-0263-05 DOI：10.3969/j.issn.1673-1379.2012.02.0050 引言航天器真空热试验是航天器研制过程中状态最复杂、耗资最大、耗时最长的试验项目，是提高航天器在轨运行可靠性的一种有效、必要的手段[1-5]。
在航天器真空热试验中，测控系统分为流程测控系统与试验测控系统两部分。
流程测控系统以PLC为控制中枢，通过对现场仪表、阀门和设备的控制，实现环模设备真空、低温背景的建立与维持。
该系统是典型工业控制系统，依靠市场上成熟的工控软件，可以定制一套完善的软硬件平台解决方案。
试验测控系统承担着试件状态测量、空间外热流模拟、航天器温度控制、航天器内部仪器热耗模拟和试验支架温度跟踪控制等任务，包括数据采集系统以及热流模拟与温度控制系统两部分。
数据采集系统完成试件状态数据（温度、电流、电压、热电势等）的测量任务；热流模拟与温度控制系统通过程控电源输出电流的大小控制加热器的辐射热流，在热平衡试验中进行多种控制模式的外热流模拟，在热真空试验时对航天器进行控温，实现温度循环。
试验测控系统以计算机系统为控制中枢，通过对程控电源、数据采集仪器的控制，实现对航天器的外热流模拟与温度控制。
（本文提及的测控系统特指试验测控系统。
热真空试验设备中的控温方式研究
热真空试验设备中的控温方式研究刘中华;李树杰;刘国强【摘要】真空下进行温度循环试验时控温方式非常关键,选择合适的控温方式对试验结果有很大的影响.不同的控温方式,其升降温速率是不同的,温度浸透时间也是不同的；不合适的控温方式可能导致不正确的试验结果,甚至损坏试验样品.对热真空试验的控温方式进行了试验研究,分析了不同的控温方式的优缺点,在以后的试验过程中可以根据不同的试验来选择不同的、合适的控温方式.【期刊名称】《电子产品可靠性与环境试验》【年(卷),期】2012(030)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】热真空;控温方式;升降温速率,温度浸透时间【作者】刘中华;李树杰;刘国强【作者单位】中国电子科技集团公司电子可靠性工程技术有限公司,北京100083;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司电子可靠性工程技术有限公司,北京100083;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TB240 引言卫星发射入轨后要遇到复杂的空间环境，这些环境会对卫星产生极其重要的影响，其中以太阳幅射、冷黑环境及真空环境的影响最严重。
它们影响卫星的热性能、电性能和力学性能，对卫星正常工作构成重大的威胁 [1]。
对太阳幅射、冷黑环境及真空环境进行的模拟试验被叫做热真空试验。
环境热真空试验是在规定的压力与鉴定级或验收级热真空试验的温度条件下，暴露卫星的设计与工艺问题，评定其工作性能，验证其飞行功能的试验 [1]。
重要的航天设备都要在上天前在地面真空试验室进行低温及高温的模拟试验，通过了检测要求的设备才被允许安装在上天设备上 [2]。
在做真空环境试验时，温度传输途径有3种基本方式：传导、对流与辐射，在100 kPa环境（也就是地面上）下，传导、对流是主要的散热方式，辐射只是起辅助的作用。
热真空试验
在热真空试验中，热控分系统承担的工作包括：
（1）航天器内温度数据的监视、分析与检测。
（2）航天器内温度控制：航天器内温度达到高温限与低温限的控制，以及高温限与低温限的保持。采取的方 法是：控制航天器散热面的散热能力；航天器内仪器工作与不工作；控温专用加热器的通电与断电；以及液体冷 却回路降温等。
为了考核和研究某些活动部件、伸展机构的干摩擦、冷焊性能和研究材料在真空条件下的升华、重量损失、 老化等效应，需要在更高的真空度和其他空间环境因素的组合下进行试验，这时可在中小型空间模拟器中获得 13.3×10-1～13.3×10-10毫帕（10-5～10-14毫米汞柱）的真空度。
冷黑环境模拟
宇宙空间的热背景温度为4K，吸收系数为1，相当于一个理想的黑体。在地面模拟这种热沉效应时，通常采 用液氮冷却的黑辐射屏，屏的模拟温度低于100K，吸收系数大于0.9。当模拟室与航天器特征尺寸比大于2∶1时， 热模拟误差小于1%，这样的误差可以通过理论计算加以修正。对于遥感器的定标试验，热沉背景温度应低于20K。
（1）温度稳定性：温度变化保持在3°C，温度变化的速率不小于1°C/min。
（2）测温点：进行热浸试验时，温度系指机壳上或仪器板温度，且此测温点应远离试验设备的热源处；进行 冷浸试验时，温度系指机壳上或仪器板的温度。
（3）整个试验过程中，产品通电工作并进行设备的性能监测或测试。当温度达到并稳定在极端低温时产品断 电，然后作冷启动并作性能测试；当温度达到并稳定在极端高温时产品断电，然后作热启动。试验前后对单机进 行全面性能测试并对比。
（3）航天器外温度控制：航天器外表面温度控制，对于采用红外笼模拟外热流。通过改变黑片目标温度实现； 对于采用康铜加热片模拟外热流，通过改变加在康铜加热片上的加热功率实现。
固态功率放大器热真空试验温度控制方法
物理实验技术中的真空条件控制方法
物理实验技术中的真空条件控制方法在物理实验中，真空条件的控制是非常重要的一项技术。
真空条件的控制对于许多实验的进行和结果的准确性都有着关键性的影响。
本文将介绍物理实验技术中常用的真空条件控制方法。
一、真空系统的基本构成物理实验中的真空系统主要由真空室、抽气系统、真空计、真空瓶以及各种控制元件等组成。
1、真空室真空室是真空系统的主体部分，用于容纳实验样品。
常见的真空室材料有不锈钢、玻璃、陶瓷等。
真空室的密封性能对于真空系统的稳定性和可靠性至关重要。
2、抽气系统抽气系统是用于将真空室内的气体抽离的设备。
常见的抽气方式有机械泵、分子泵、扩散泵等。
根据不同的需求，可以采用不同的抽气系统组合来提供不同程度的真空环境。
3、真空计真空计是用于测量真空度的仪器。
常见的真空计有毛细管压力计、热电离真空计、荧光屏真空计等。
选择适合的真空计对于准确地测量真空度至关重要。
4、真空瓶真空瓶主要用于存放气体，以供实验或系统所需。
真空瓶对气体的质量和纯度要求较高，需要具备良好的密封性能。
二、真空条件的控制方法为了获得所需的真空环境，物理实验中采用了多种真空条件的控制方法。
1、泵速控制泵速控制是指调整抽气系统的泵速来控制真空度。
在实验过程中，可以通过增加或减小抽气系统的抽气速率来控制气体的压力，并实现所需的真空度。
2、气体通入控制为了实验需要，在真空室内通入一定比例的气体是必要的。
通入气体可以改变实验环境，并产生不同的效果。
通过控制气体通入的时间和比例，可以实现对实验环境的精确控制。
3、温度控制温度控制是真空条件控制的重要手段之一。
在一些特定的实验中，通过改变真空室内的温度可以实现对气体的控制。
对于需要控制气体的蒸汽压的实验，通过提高或降低真空室的温度，可以实现对气体蒸汽压的控制，从而影响试验结果。
4、真空度检测和控制在物理实验中，准确测量和控制真空度是至关重要的。
通过选择合适的真空计和仪器，可以对真空度进行准确测量。
同时，可以通过反馈回路控制真空系统的抽气速度，从而使真空度保持在所需范围内。
卫星热真空试验方法
卫星热真空试验方法说实话卫星热真空试验方法这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道这试验特重要，得模拟卫星在太空里那种又冷又热还真空的环境，看看卫星能不能扛得住。
我试过好多办法呢。
最开始，我寻思着那热的部分，就直接拿个大加热灯对着卫星模型烤，想着这应该能模拟高温环境了吧。
结果啊，大错特错。
这热分布根本不均匀，靠近灯的地方都快烤糊了，远一点的地方还没热起来。
就像你烤面包，只烤一面，那面包肯定是没法吃的。
后来我就明白了，得用那种能控制温度的加热系统，像是多个小加热板组合起来的那种。
可以在不同位置设置不同的温度，这样就能比较均匀地给卫星加热。
至于真空部分呢，我刚开始是用那种简单的抽气泵，想着把空气抽出去就成真空了。
但是根本达不到卫星需要的那种真空度。
这就好比你想把一个瓶子里的水全倒掉，但瓶子是歪的，总有残留。
后来才知道得用专业的高真空设备，那抽气的能力可强多了。
还有就是在测试的时候，传感器的放置也很有讲究。
我之前随便放了些传感器在卫星上，结果收集到的数据乱七八糟的。
后来才知道得全面考虑卫星的各个部位，特别是那些可能比较敏感的地方，就像人身体的要害部位得重点照看一样。
要根据卫星的结构和功能来精心安排传感器的位置。
测量温度或者其他数据的仪器也得经得住真空和温度变化的考验。
我有一次用的仪器，在真空和高温下根本就不准了，白白浪费了一次试验，当时那个懊恼啊。
所以啊，选仪器得选专门用于这种恶劣环境的。
这卫星热真空试验啊，真的是不断摸索不断交学费的过程。
每次失败都会让我想明白一些之前忽略的东西。
多从每一个小步骤去改进，多积累经验，慢慢地就能越来越准确地进行这个试验了。
总结起来呢，设备要专业，过程要精细，每一步的操作都得慎之又慎啊。
再说说数据记录这事儿吧。
以前我总是想着差不多记一下就得了。
可是到后来做分析的时候，才发现好多关键数据都因为记录得不清楚或者间隔太长给浪费了。
就像你做菜，要是不把每个步骤和放点啥都记清楚，下次就做不出那个味道了。
航天器热真空试验方法
航天器热真空试验方法
导航器热真空试验方法主要分为以下三个过程：
一、准备试验：
1、检查试验任务，明确实验目的和要素；
2、清洁试验窒，确保其处于无污染状态；
3、检查试验件和试验系统，确保它们符合要求；
4、连接真空腔体，完成腔体密封；
5、检查腔体卡套，完成卡套紧固；
6、进行体外试验，检查外壳漏气，来确保腔体密封完好无恙；
7、精密测试真空度，确保真空状态稳定；
8、给定测试计划，按照试验要求安排好试验条件。
二、施行试验：
1、通电使热源温度逐渐升高，并记录温度值；
2、按照测试计划，记录温度结果，当遇到特定温度值时，进行换流器测试；
3、根据实际需要，用机械工具修改异物，更改试验设备的环境；
4、在试验中控制机械张力，确保稳定试验条件；
5、审查和记录任何结果，按照测试计划完成试验。
三、结果评估：
1、完成试验，进行数据分析；
2、查询工程技术资料，比较试验参数和结果；
3、综合分析试验结果，统计发现；
4、排除不合格结果，确保试验结果准确；
5、及时发现异常，进行纠正，消除影响。
真空室内温度测量与贯穿方案的设计
202022/3160概述参数测量系统是反应堆的一个重要组成部分，是获取反应堆运行状态信息、采取适当的安全相关行动、保证反应堆能够安全、可靠地启动、运行和关闭的重要条件。
温度作为反应堆的重要热工参数，在运行的各个阶段，都需要可靠、准确地测量，因此，通过温度传感器类型选取和温度传感器的结构设计，实现适合反应堆应用的温度传感器的研制工作，是参数测量系统构成、参数测量方案制定的最基本前提。
在某些反应堆堆型的设计中，反应堆需要在真空环境中运行，这就对温度测量与贯穿都有着较为苛刻的要求。
以我院某堆型为例，反应堆需在真空室内运行，管道中液态合金冷却剂温度为500~600℃，测量要求I 级精度，耐辐照要求γ射线累积辐照剂量1×108Gy ，并要求响应时间在4秒以内，这些要求对于测量与贯穿方案的设计都有一定真空室内温度测量与贯穿方案的设计李明钊李传霞摘要在反应堆的运行过程中，需要实时对温度参数进行可靠、准确的测量，选取适当的温度测量方式、采取合理的结构设计是设计温度测量系统的基本要素。
在某些堆型中，反应堆需要在真空室内真空环境下运行，在这种情况下，参数测量系统在设计测量方案时要考虑测量信号的贯穿。
本文简要介绍了真空室内温度测量方案的设计，并讨论了温度信号的贯穿方案。
关键词温度测量；设计；热电偶；贯穿中图分类号:B23K3/08文献标识码:ADOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.35AbstractDuring the operation of the reactor ，it is required to make accurate ，reliable real -time temperature measurement.As basic elements ，appropriate method of measuring and proper structure is to be confirmed to study the temperature measuring system.In some reactor types ，the reactor needs to operate in a vacuum chamber ，in which case the parameter measurement system should also consider the penetration of the measurement signal while designing the measurement scheme.This paper briefly introduces the design of the vacuum chamber temperature measurement scheme ，anddiscussesthepenetrationschemeoftemperature signal.Key wordsTemperature measurement;Design;Thermocouple;Penetration李明钊2013年硕士毕业于清华大学核能与核技术工程专业,2013年8月至今工作于北京原子能科学研究院,工程师,主要从事仪器仪表设计工作,中国原子能科学研究院。
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第26卷第1期航天器环境工程2009年2月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING 33真空热试验的温度测量系统郭赣（北京卫星环境工程研究所，北京100094）摘要：文章介绍了航天器真空热试验的温度测量系统，包括热电偶测量系统、无线测量系统和红外摄像测量系统，涉及接触测量和非接触测量、有线传输和无线传输。
目前热电偶温度测量系统在国内外真空热试验中居主导地位，应用十分普遍。
但国外近几年无线测量系统已得到研制，红外摄像测量系统已得到应用，有的空间机构已计划将新型测量系统列入空间环境模拟器的标准配套设备。
航天器温度测量系统的这些发展变化值得业内人士关注，进行必要的技术和设备研发工作，更好地适应未来航天器真空热试验的需要。
关键词：真空热试验；温度测量；热电偶；无线测量；红外摄像中图分类号：V416.6 文献标识码：A 文章编号：1673-1379(2009)01-0033-041 前言航天器真空热试验是一项非常重要的卫星试验验证工作，其中航天器和试验设备上有关部位的温度是需要监测的核心参数之一。
按温度测点所在位置，可分为航天器温度（包括热流计温度）、试验设备温度两部分[1]。
航天器温度测量是对航天器内部和表面所选择部位的测量，它与真空热试验时的航天器有关，不同的航天器有不同的要求，而且要求比较高。
热流计温度测量是为计算表面到达或吸收的外热流服务的，包括敏感片温度和热屏温度。
试验设备的温度测量主要有热沉温度，真空低温流程执行机构一些部位的温度，以及试验装置与航天器有接口关系设备的温度。
热沉温度测量一般使用铜-康铜热电偶（个别试验设备使用铂电阻）。
真空、低温流程部位的温度测量与工业过程温度测量类似，在真空、低温流程系统集成时同步完成。
热沉温度、真空低温流程温度测量系统研制完成后，每次真空热试验时可保持不变。
试验装置与航天器有接口关系的设备的温度测量一般包括吊挂和支撑系统。
这些部位的温度测量通常采用热电偶测量系统（在航天器内部还常用热敏电阻测量进行对比）。
与热沉、真空低温流程部位的温度测量不同，因为在真空热试验时，这些部位的温度测点位置、测点数量是要根据参与试验的航天器的不同而改变，需要编制不同的温度测量技术文件和测温电缆敷设图，并据此进行实施。
近几年国内针对一些航天器真空热试验测量准确度不足的问题进行了一些改进；国外除了热电偶温度测量系统之外，已在研制和应用无线测量系统、红外摄像测量系统，有的空间机构计划将新型测量系统列入空间环境模拟器的标准配套设备。
应用这些温度测量技术，一是为了提高测量准确度，二是改进测量工作模式和工作条件，使测量从工作准备到数据分析更为方便。
因此，本文主要介绍航天器温度测量系统的这些发展变化，提出必要的技术研发工作，以适应未来航天器真空热试验的需要。
2 航天器温度测量的技术要求卫星热试验的有关标准[2]提出，试验时卫星被测稳态温度在-50～+80℃范围内时，温度测量系统的允许偏差为±0.5℃，测量点数高达数百个甚至上千个。
选用的测温传感器必须有合适的测温范围，能在真空环境中使用，适用于表面温度测量，易于安装和互换，灵敏度较高，稳定性好，热惯性小。
该标准提出了对卫星温度的测量范围和允许————————————收稿日期：2008-11-06; 修回日期：2008-12-09作者简介：郭赣（1962-），男，高级工程师。
主要从事航天器环境工程的测控技术研究。
联系电话：（010）68746649；E-mail：guogan62@。
34 航天器环境工程 2009年第26卷偏差，但整个航天器真空热试验需要测量的温度范围更大（-180～+120℃），一些新型航天器对某些仪器设备的测控温准确度提出了更高的要求（±0.1℃），因此在设计和研制航天器真空热试验温度测量系统时需充分考虑具体的技术指标。
3 热电偶温度测量系统3.1 热电偶温度测量系统的组成热电偶温度测量系统一般由测温热电偶、测温线缆和电连接器、温度参考点、测量仪器、计算机数据处理系统组成。
选用最多的热电偶是T型铜-康铜热电偶，ESTEC、INTESPACE、IABG以及日本、印度、巴西都是如此[3-5]。
除了T型热电偶，INTESPACE还选用了铬-铝热电偶（K型），ESTEC、IABG等试验中心还用了铂电阻、热敏电阻。
国内也是使用T 型铜-康铜热电偶，用热敏电阻进行比对。
热电偶温度测量系统有多种不同的测量线路结构。
测量仪器可安装在真空室内或者室外。
温度测量仪器完全放在真空室外时，热电偶测量线路结构有公用参考点和非公用参考点两种接法。
采用非公用参考点接法时，每对热电偶保留自己独立的正负极，其正负极通过空心管或密封插座穿过室壁，正负极引线通过真空室外的参考点（冷端）直接接入测量仪器的两个测量端口；公用参考点接法是设置热电偶的公用负极参考点（根据其安装在真空室内外不同，又分别称为内置或外置公用参考点），将热电偶的负极集合在一起，通过公用负极参考点与正极所用相同材料的引线相连，多对热电偶的正极与一个通过公用参考点的负极分别接入测量仪器的测量端口[2]。
公用参考点的温度可以是固定的，也可以是缓变的。
国外许多空间环境模拟器（如INTESPACE的空间环境模拟器）采用了非公用参考点接法，测量电缆、电连接器对应地采用了与热电偶的正负极相同的材料；国内则用内置公用参考点方法替代了非公用参考点接法（独立的正负极方法），但测量电缆、电连接器与热电偶的正负极材料没有对应一致。
为提高测量准确度，采取措施在测量线路连接点处尽可能保持温度的均匀性。
公用负极参考点方法可成倍提高测量线缆、电连接器和测量仪器的利用率，并在一定程度上降低热损失的影响。
另有空间模拟器把测量仪器的一部分放在了真空室内，使用了温度数据数字化收集单元，具体位置在运动模拟器的固定支架上，通过滑环将热电偶的电信号、铂电阻和热敏电阻信号、可变温度参考信号采集到数字化收集单元。
数字化收集单元在真空室内的数据处理部分包括多路处理、模/数转换、数字化处理、原始数据发送、修正系数处理、数据管理，并采用MIL1553B总线通信将温度数据传送到真空室外，在真空室外完成数据修正。
数字化收集器可在真空度为10-5 Pa的环境下工作。
随着电子技术、计算机技术和网络技术的迅猛发展，可供选择的数据测量仪器品牌比较多，国内在不同阶段就采用了输力强、惠普和安捷伦等多家公司的产品。
从测量准确度和速率方面来看，数据测量仪器本身都能提供保障。
3.2 热电偶温度测量系统的不足虽然热电偶温度测量系统应用十分普遍，但在真空热试验的应用中还有其不足之处。
热电偶温度测量是基于热电效应的，并受中间导体定则和中间温度定则的支撑和约束。
由于热电势信号很小（mV级），如信号采集处理单元安装在真空室外，连接测量点和信号处理单元间的热偶电缆又比较长，噪声就会对高精度的测量产生不利影响。
而且真空热试验的温度场比较复杂，测量线路的材料和工艺如得不到正确的处理，就会有附加热电势的干扰。
热电偶的数量比较大，一般有数百个，有时为了进行仔细的分析评估，甚至达到上千个。
热偶线虽然尽可能集束成捆、多层包裹，但热偶线引起的热损失也难以忽略，这些热损失降低了温度测量的准确度。
目前，热电偶粘贴位置图、从测量点到真空室外的电缆敷设图的编制与试验前的实施都是件既费时又费钱的事。
而使用无线温度传感器，技术图纸编制比较简单，据此布置传感器也比较方便。
只要把传感器固定在需监测温度的位置表面就可以了，节约了热试验准备期间的成本。
针对热电偶测量系统存在的问题，国外进行了郭赣：真空热试验的温度测量系统 35无线多通道温度测量系统的研制工作，并取得了很大进展[5]。
4 无线多通道温度测量系统4.1 无线测量系统的组成无线多通道温度测量系统是通过无线电通信而不是通过热偶线将温度数据送至数据记录器。
它一般由传感器模块、含天线的基站单元和数据处理单元组成。
传感器模块（含数字温度传感器）和基站单元的天线部分在真空室内，基站单元的其余部分和数据处理单元在真空室外。
传感器模块包括数据处理、无线电和天线3部分。
传感器模块从数字温度传感器获得和处理数字化的温度数据；无线电部分的发送器和接收器进行无线电频率通信控制，并通过无线信号发送给基站单元。
基站单元包括数据处理、无线电、计算机接口，基站单元通过装在真空室内的天线接收温度数据。
数据处理单元采用普通PC接口收集来自基站单元的温度数据，完成显示、存档、分析、处理工作。
4.2 对无线测量系统的要求通过对国外研制情况的梳理，考虑真空热试验的环境，无线测量系统应满足以下要求：(1)传感器模块布在真空室内，须满足真空高低温工作的条件；(2)传感器模块应尺寸小（小于10cm3），重量轻（小于20g），可通过简单的结构和先进的封装技术实现；(3)温度传感器选用数字式，测温范围、准确度、分辨率满足具体设备的测温要求；(4)一个传感器模块应能连接多个数字温度传感器，传感器间采用串联方式，以减少大量引线；(5)数据采集率每分钟应达到数百个通道，但系统使用的通信频率只能考虑2个（上行与下行），即所有的传感器模块要使用相同的频率与基站单元间收发数据。
为在短时间内用同一频率发送大量的温度数据，需设计专用算法以避免对传感器的干扰；(6)在无线通信方面，从基站单元到传感器模块的发送频率以及传感器模块到基站单元的发送频率，必须符合国家无线电法。
无线通信信号须采用小功率，以抑制谐波成分。
测量系统使用的频带不能进入卫星通信范围，以免对卫星的通信仪器产生干扰；(7)无线多通道测量系统使用前，必须做验证试验。
包括对星上仪器的干扰、真空室筒体对无线电频率的影响、真空对电子部件的影响等方面的检测，最后在实际的真空热试验中进行测试，并与热电偶系统进行比对；(8)传感器模块功耗要低，保证电池的有效工作时间满足真空热试验的时间要求；(9)信号通信的距离需保证传感器模块在真空室内的任意可能位置都能与真空室内基站单元的天线之间可靠地收发信号。
无线测量系统大为减少了源于热电偶电缆产生的热损失，有利于提高温度测量的准确度，增加航天器热设计的可信性。
温度传感器的输出信号是数字信号，不会受到噪声的影响。
由于没有连接大量热电偶的多路传输单元，使得接地系统简化、成本降低、利于维护，并且真空室内蜘蛛网般的线缆也会大大减少，热真空试验准备更容易、试验测量系统更简化。
只是目前可选的传感器测量温度的范围与热电偶相比较窄，对于超出温度范围的部分还需要传统的热电偶温度测量。
5 红外摄像温度测量系统文献[4]谈到，长期以来，空间环境模拟界一直期待应用红外摄像机测量航天器和试验装置的温度分布状态。
上述热电偶温度测量、无线温度测量都是点测量和接触式测量。