【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种小型高精度控温装置设计，属于航天器热控，特别涉及具有高精度控温需求的非密封体卫星。
技术介绍
1、随着卫星应用技术的发展，卫星的功能也越来越复杂。与之相应的是实现各种功能的卫星设备也越来越多，其中有一类设备对温度非常敏感，例如：光学装置、温度标定比对装置、信号同步处理设备、数据接收和处理设备、卫星时统设备等，特殊情况下会提出优于0.1k的温度稳定性要求。
2、卫星在宇宙空间中飞行，除向4k的宇宙低温环境散热外，还会接收太阳直接辐射、地球红外辐射和地球反照热流。这些热流都存在方向性，因此在面向这些热流的卫星表面温度较高，而背对这些热流的表面则温度较低。同时，由于卫星工作时调整飞行姿态，可能使得这些热流相对卫星的入射方向发射变化。带来的主要问题是卫星上结构、设备温度受外热流入射方向变化影响，会发生显著波动。
3、在卫星温度控制系统设计过程中，会兼顾考虑外热流及宇宙低温环境的影响，进行针对性的设计，使得卫星温度保持在相对稳定的状态。但是，这种温度稳定度控制一般保持在1k～10k或更大范围的水平，这对于那些温度敏感设备是远远不够的。
4、解决空间环境对卫星上高精度控温需求设备的影响问题，可以通过提高卫星整体温度控制水平或针对性的对设备进行高精度控温设计。但是，提高卫星整体温度控制水平会显著增加卫星重量、控温功率等。常用的设计措施是针对高精度控温需求设备的安装位置、设备控温需求、设备自身特点等，进行针对性的设计。
技术实现思路
1、针对热
2、具体技术方案如下：
3、一种小型高精度控温装置，包括底板、盖板、隔热垫、加热器、温度传感器及热控涂层，其特征在于：被控温设备通过隔热方式安装在装置底板上，被控温对象表面布置加热器及温度传感器，并按需求实施热控涂层；盖板覆盖在底板与被控温对象外侧，与底板形成封闭腔体，以保证被控温对象无法与外界环境直接辐射换热；盖板内侧或外侧表面布置加热器及温度传感器，两侧均按需求实施热控涂层；底板、盖板及被控对象组合体通过隔热方式安装到卫星上。
4、进一步的，底板、盖板为铝合金材料，厚度根据被控对象尺寸、热耗情况进行匹配；
5、隔热垫片采用聚酰亚胺或玻璃钢材质，厚度不小于5mm。
6、加热器采用聚酰亚胺薄膜型电加热器，最大工作温度不超过125℃，厚度不超过2mm。
7、温度传感器采用两线制热敏电阻、铂电阻，或四线制铂电阻。
8、热控涂层根据被控温设备的热耗情况选择。
9、进一步的，可调整参数的选择策略如下：
10、参数需要满足条件公式，如不满足则调整被控对象的控温温度tk、盖板及底板的控温温度tc、盖板及底板的表面积sc、被控对象的设计控温功率qk和盖板及底板的设计控温功率qc；
11、所述条件公式如下，
12、
13、其中，被控温对象的温度控制点为tk,盖板及底板的温度为tc，安装位置的环境温度为t0，被控温对象的热耗为qk，被控对象表面涂层半球发射率为εk，盖板及底板表面涂层半球发射率为εc,被控对象的设计控温功率为qk，盖板及底板的设计控温功率为qc，被控温对象的表面积为sk,盖板及底板的表面积为sc，被控温对象的温度控制点与安装环境之间的温差满足被控对象散热需求，式中σ0取值为5.67×10-8，单位为：w/(m2k4)。
14、进一步的，盖板及底板表面涂层εc可以选择，εc的选择范围为0.03～0.92。
15、进一步的，参数选择完毕，对被控对象的设计控温功率qk和盖板及底板的设计控温功率qc进行复核，以确定其是否满足控温精度需求，具体公式如下，
16、
17、
18、其中，被控对象的热容量为ck，盖板及底板的热容量为cc，被控对象的热耗qk为变化量，最大变化幅度为δq,被控对象的温度变化需求为tk±δtk，输出控温功率的控制器控温周期为τ，热容量及控温周期τ的单位分别为j/k和s。
19、进一步的，若无法满足控温精度需求，调整加热功率qk和qc，或调整热容量。
20、进一步的，热容量与比热容和重量相关，当材料选定后，只与重量相关，则欲调整热容量c，仅需调整被控对象或盖板及底板的重量。
21、进一步的，通过增加被控对象安装面厚度、或在安装面处额外增加铝合金板方式调整热容量ck。
22、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
23、1.控温精度高。在卫星内温度较大波动情况下(大于2℃)，采用本装置，结合被控温设备热容量、加热功率、涂层等优化选择，能够实现被控温对象优于0.1k的温度稳定性控制。
24、2.结构简单。本装置的主体仅为底板和盖板两个基本结构，与被控对象间通过螺钉安装，无特殊安装要求，结构和安装精度要求均较低。
25、3.适应性强。本装置采用隔热安装在卫星内，对安装位置的平面度无要求，对安装位置的环境温度，是要求环境温度低于被控对象温度，且温差与被控对象热耗匹配时，即可实现控温目标。
26、4.重量不大于2kg，工作热耗不大于4w的高精度控温需求设备，最佳适用本专利技术所述的控温装置。
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1.一种小型高精度控温装置，包括底板、盖板、隔热垫、加热器、温度传感器及热控涂层，其特征在于：被控温设备通过隔热方式安装在装置底板上，被控温对象表面布置加热器及温度传感器，并按需求实施热控涂层；盖板覆盖在底板与被控温对象外侧，与底板形成封闭腔体，以保证被控温对象无法与外界环境直接辐射换热；盖板内侧或外侧表面布置加热器及温度传感器，两侧均按需求实施热控涂层；底板、盖板及被控对象组合体通过隔热方式安装到卫星上。
2.根据权利要求1所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
3.根据权利要求1-2所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
6.根据权利要求5所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
8.根据权利要求7所述的一种小型高精度控温装置，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种小型高精度控温装置，包括底板、盖板、隔热垫、加热器、温度传感器及热控涂层，其特征在于：被控温设备通过隔热方式安装在装置底板上，被控温对象表面布置加热器及温度传感器，并按需求实施热控涂层；盖板覆盖在底板与被控温对象外侧，与底板形成封闭腔体，以保证被控温对象无法与外界环境直接辐射换热；盖板内侧或外侧表面布置加热器及温度传感器，两侧均按需求实施热控涂层；底板、盖板及被控对象组合体通过隔热方式安装到卫星上。
2.根据权利要求1所述的一种小型高精度控温...
【专利技术属性】
技术研发人员：范立佳，何治，王腾，王跃，杨文涛，于龙江，姜洋，余婧，张堪，汪精华，刘亚利，修义，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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