微纳卫星多组件热真空批试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种微纳卫星多组件热真空批试验装置，包括真空罐热沉内的导轨、加热单元、隔热板；加热单元包括红外笼、支架、安装板，待测试的微纳卫星多组件设置在安装板上且红外笼的几何包络完全覆盖待测试的组件、支架和安装板。本发明专利技术也公开了对应的试验方法。本发明专利技术可显著提高试验效率、降低试验成本。

Multicomponent Thermal Vacuum Batch Test Device and Test Method for Micro-nano Satellite

【技术实现步骤摘要】
微纳卫星多组件热真空批试验装置及试验方法
本专利技术属于航天器环境试验
，具体而言，本专利技术涉及一种微纳卫星多组件热真空批试验装置，同时，本专利技术也涉及一种对应该装置的试验方法。
技术介绍
微纳卫星指整星质量在百千克量级及以下，采用开放式体系结构和标准接口规范，大量应用COTS器部件、工业技术和微小型化产品等创新设计理念和技术开发的卫星。微纳卫星是近年来快速发展的有明确用途的新一代卫星，也是当前航天器技术发展的重要方向之一，在对地观测、通信、电子侦察、新技术验证等领域具有广泛用途，已显示出良好的技术、经济和社会效益。与传统卫星一样，微纳卫星在全寿命周期内也将面临复杂环境及效应的考验，也需要结合任务特点和卫星技术状态，有针对性地开展有效的试验，以验证卫星产品设计、制造工艺、器件和材料等能够满足任务的要求。但是考虑到成本低廉、研制周期短、可批量化生产测试等突出特点，微纳卫星的环境试验尤其是经费开销较大的组件级热真空试验在提高试验效率、降低试验成本方面相对传统卫星有更加迫切的需求。如果沿用传统卫星将同类组件单独进行试验的方法，对于微纳卫星组件热真空试验，在时间和经济上将难以承受。但是，如果将不同控温要求和不同类型微纳卫星组件同组进行试验也面临着如何解决差异性控温和个性化热特性的难题。可以设想，如果在满足多样化控温需求、照顾微纳卫星组件个性化热特性的基础上，进行利用同一热真空试验设备的多组件热真空批试验，能够充分利用试验设备、有效空间和测试设备，显著提高试验效率、降低试验成本，符合微纳卫星组件小型化、多样化以及批量化研制和试验的发展趋势，将是一项极具发展前景的航天器环境试验技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术不足，提供一种微纳卫星多组件热真空批试验装置。本专利技术侧重于阐述试验装置硬件、空间位置和连接关系以及微纳卫星多组件的分组方法，而配套的控制软硬件装置、传感器装置、真空罐以及常规的热真空试验方法等不是本专利技术的核心，可沿用常规技术，因此专利技术不再详细阐述。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述装置进行热试验的方法，该方法试验效率高、试验成本低，能够很好地适用于微纳卫星多组件的热真空试验。本专利技术采用了如下的技术方案：微纳卫星多组件热真空批试验装置，包括纵长的卧式真空罐热沉，真空罐热沉的纵长筒壁底部设置有一对导轨，导轨上设置有不同的加热单元和隔热板；不同加热单元之间被隔热板隔离开，使不同的加热单元之间不能进行直接热辐射；所述加热单元包括红外笼、支架、安装板，其中所述红外笼和所述支架的底部分别固定在导轨上，支架顶部固定所述安装板，所述安装板为微纳卫星组件提供平整的放置空间并起到支撑和导热作用，所述红外笼的几何内包络完全包裹所述支架、所述安装板和所述微纳卫星组件。其中，所述加热单元为两个或两个以上；其中，所述隔热板为两个或两个以上；进一步地，位于同一个加热单元内的安装板为1个或多个，所述安装板若为多个，则彼此没有直接导热路径，且分别由独立的所述支架支撑。微纳卫星多组件的热真空批试验方法，步骤如下：(1)首先对多个所述微纳卫星组件进行分组，将具有相同或相近控温范围、热耗和热容的微纳卫星组件归为同组；(2)按照分组数量准备相同数量的加热单元，各个加热单元的红外笼的几何内包络应能完全包裹支架和安装板，并且安装板应为后续放置对应组的微纳卫星组件提供充足的放置空间；(3)将各批所述微纳卫星组件分别放置在对应组的加热单元的安装板上，对于同一加热单元中的微纳卫星组件，按照控温范围相差≤3℃的标准将各微纳卫星组件进一步分为一小组或多小组，各小组的微纳卫星组件分别放在不同的安装板上；(4)在各个加热单元之间安装隔热板；(5)对于同一加热单元中的各微纳卫星组件，针对控温上限较低或热耗较小的微纳卫星组件，在其对应的安装板安装区域背面安装加热片；(6)在各个所述微纳卫星组件上安装测温传感器；(7)真空和控温系统启动，对各个加热单元中的红外笼进行单独控温，进入试验工况。进一步地，所述分组首先将满足控温范围相差≤5℃(即控温上限相差或下限相差在±5℃以内)的组件归为同组，不满足此条件的单独归为一组；然后判断是否满足“分组数量≥2且任一组组件数量≤6且任一组组件数量/另外任一组组件数量≤5”；如果满足，则分组成功，结束；如果不满足，则对于组件数量＞6或组件数量/最小组组件数量＞5的分组，进一步将热耗相差≤50％的组件归为新的分组，其余组件单独归为一组；然后判断是否满足“分组数量≥2且任一组组件数量≤6且任一组组件数量/另外任一组组件数量≤5”；如果满足，则分组成功，结束；如果不满足，对于组件数量＞6或组件数量/最小组组件数量＞5的分组，进一步将热容相差≤50％的组件归为新的分组，其余组件单独归为一组；然后判断是否满足“分组数量≥2且任一组组件数量≤6且任一组组件数量/另外任一组组件数量≤5”；如果满足，则分组成功，结束；如果不满足，则分组失败，结束。本专利技术与现有技术相比的优点在于：在满足温度等多样化控温需求、照顾微纳卫星组件个性化热特性的基础上，针对同一微纳卫星的多组件进行批试验可以充分利用试验设备、有效空间和测试设备，显著提高试验效率、降低试验成本，符合微纳卫星组件小型化、多样化以及批量化研制和试验的发展趋势。附图说明图1为本专利技术的微纳卫星多组件热真空批试验装置示意图；图2为本专利技术的微纳卫星多组件分组方法流程图。图中：1-导轨；2-加热单元；21-红外笼；22-支架；23-安装板；3-隔热板；4-真空罐热沉；5-微纳卫星组件。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的微纳卫星多组件热真空批试验装置示意图进行进一步的说明。实施方式1参考附图1，图1为本专利技术的微纳卫星多组件热真空批试验装置示意图；其中，该微纳卫星多组件热真空批试验装置，包括导轨1、三个加热单元2、两个隔热板3；整个装置在纵长筒形的真空罐热沉4内部，导轨1固定在真空罐热沉4的底部，加热单元2和隔热板3均固定在导轨1上，且三个加热单元2被两个隔热板3隔离开，使不同的加热单元2之间不能进行直接热辐射；加热单元2包括红外笼21、支架22、安装板23，其中红外笼21和支架22的底部分别固定在导轨1上，支架22顶部固定安装板23，安装板23为微纳卫星组件5提供平整的放置空间并起到支撑和导热作用，红外笼21的几何内包络完全包裹支架22、安装板23和微纳卫星组件5；其中，微纳卫星组件5共有13个；位于同一个所述加热单元2内的所述安装板23从左至右分别为1块、2块、2块，各所述安装板23之间没有直接导热路径，且分别由独立的所述支架支撑；其中，最左侧所述加热单元2中各所述微纳卫星组件5的控温范围≤3℃，因此选用1个安装板，而其余两个所述加热单元2中各所述微纳卫星组件5按照控温范围≤3℃进一步分为2小组，因此各选用2个所述安装板23，实现差异化精细控温；各所述微纳卫星组件5与相接触的所述安装板23之间填充导热硅脂以确保良好的导热效果。参考附图2，图2显示了本专利技术的微纳卫星多组件分组方法流程图。本专利技术的微纳卫星多组件热真空批试验方法，步骤如下：(1)首先对多个所述微纳卫星组件5进行分类，首先将控温范围相差≤5℃(即控温上限相差或下限相差在±5℃以内)的组件归为同组，即将13个所述微纳卫星组件分为数量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.微纳卫星多组件热真空批试验装置，包括纵长的卧式真空罐热沉，真空罐热沉的纵长筒壁底部设置有一对导轨，导轨上设置有不同的加热单元和隔热板；不同加热单元之间被隔热板隔离开，使不同的加热单元之间不能进行直接热辐射；所述加热单元包括红外笼、支架、安装板，其中所述红外笼和所述支架的底部分别固定在导轨上，支架顶部固定所述安装板，所述安装板为微纳卫星组件提供平整的放置空间并起到支撑和导热作用，所述红外笼的几何内包络完全包裹所述支架、所述安装板和所述微纳卫星组件。

【技术特征摘要】
1.微纳卫星多组件热真空批试验装置，包括纵长的卧式真空罐热沉，真空罐热沉的纵长筒壁底部设置有一对导轨，导轨上设置有不同的加热单元和隔热板；不同加热单元之间被隔热板隔离开，使不同的加热单元之间不能进行直接热辐射；所述加热单元包括红外笼、支架、安装板，其中所述红外笼和所述支架的底部分别固定在导轨上，支架顶部固定所述安装板，所述安装板为微纳卫星组件提供平整的放置空间并起到支撑和导热作用，所述红外笼的几何内包络完全包裹所述支架、所述安装板和所述微纳卫星组件。2.如权利要求1所述的微纳卫星多组件热真空批试验装置，其中，所述加热单元为两个或两个以上。3.如权利要求1所述的微纳卫星多组件热真空批试验装置，其中，所述隔热板为两个或两个以上。4.如权利要求1所述的微纳卫星多组件热真空批试验装置，其中，位于同一个加热单元内的安装板为1个或多个，所述安装板若为多个，则彼此没有直接导热路径，且分别由独立的所述支架支撑。5.微纳卫星多组件的热真空批试验方法，步骤如下：（1）首先对多个所述微纳卫星组件进行分组，将具有相同或相近控温范围、热耗和热容的微纳卫星组件归为同组；（2）按照分组数量准备相同数量的加热单元，各个加热单元的红外笼的几何内包络应能完全包裹支架和安装板，并且安装板应为后续放置对应组的微纳卫星组件提供充足的放置空间；（3）将各批所述微纳卫星组件分别放置在对应组的加热单元的安装板上，对于同一加热单元中的微纳卫星组件...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，黄首清，郭佳诚，杨晓宁，刘守文，李芳勇，陈安然，李文淼，刘旭升，张立海，姚泽民，王雪薇，
申请(专利权)人：北京卫星环境工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11