【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于空间科学x射线探测领域，涉及一种x射线聚焦相机在轨控温方法。
技术介绍
1、科学卫星的有效载荷x射线聚焦相机的科学目标是发现和探测宇宙中各种已知和未知的突发性的x射线源及其背后的暂现、爆发天体和事件。x射线聚焦相机通常由前端保护盖、x射线聚焦光学元件、x射线探测元件、连接结构、主动制冷装置及其控制器和辐射散热板等组成。其中x射线聚焦光学元件的装配和调试都是在地面室温条件下进行的，在轨工作时过高或过低温度会造成其产生较大的热弹变形进而影响其光学性能，甚至发生损坏，因此载荷热控需要复杂对x射线聚焦光学元件进行精准控温。且为减小聚焦光学元件的污染，在其前端设置保护盖，保护盖发射前和在轨初期关闭，并在卫星在轨开展正常观测前展开且不再关闭。x射线探测元件在轨工作时则需要保持稳定低温工作温度-90±0.5℃以减小暗电流产生的噪声，在某些近地轨道卫星散热条件下则需要采用主动制冷装置进行深低温制冷。主动制冷装置在其控制器的驱动和控制下对x射线探测元件进行制冷，并通过卫星舱外的辐射散热板将热端的热量排散到太空。x射线聚焦相机主要构成示意图见图1。x射线聚焦各部件和单机生存温度、工作温度、启动温度和烘烤温度各不相同，控温复杂。其中温控仪是相机完成热控功能的单机，负责对保护盖、x射线光学元件、支撑结构、x射线探测元件、主动制冷装置和辐射板进行测温及控温。
2、从卫星发射到x射线聚焦相机开机正常运行这一过程中，卫星热环境发生剧烈变化。考虑防污染烘烤需求以及各单机开机需求，x射线聚焦相机在轨控温模式十分复杂，这一控温过程的可靠性
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种x射线聚焦相机在轨控温方法。本专利技术为了保证x射线聚焦相机各组件在轨全寿命周期内各阶段温度都能满足任务需求，对在轨控温模式进行了设计。
2、本专利技术的技术方案为：
3、一种x射线聚焦相机在轨控温方法，其步骤包括：
4、1)地面的卫星平台控制在轨卫星的太阳能帆板展开后，所述卫星平台对所述卫星上的x射线聚焦相机的温控仪加电并通过遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到入轨及在轨初期模式；在所述入轨及在轨初期模式下，所述温控仪对所述x射线聚焦相机中各设定关键组件的生存温度指标进行控温，对所述x射线聚焦相机中非关键组件进行温度监测；然后将监测的各组件的温度遥测下发至所述卫星平台；所述卫星平台根据收到的各组件温度判定各组件无异常后，通过遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到烘烤模式；
5、2)所述温控仪控制所述x射线聚焦相机持续处于烘烤模式至所述x射线聚焦相机的主动制冷装置开机前n小时；所述烘烤模式用于对所述x射线聚焦相机的各设定关键组件进行在轨烘烤除气，以及所述温控仪对所述x射线聚焦相机的前端保护盖按照设定的最佳工作温度进行控温，使所述前端保护盖解锁；其中，所述烘烤模式下所述卫星的在轨星务计算机监控所述卫星是否出现能源危机，如果出现能源危机则所述轨星务计算机控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到烘烤节电模式，进行步骤
6、3)；如果未出现能源危机则持续执行步骤2，直至步骤4)；
7、3)在所述烘烤节电模式下，所述温控仪控制所述各设定关键组件的烘烤温度低于所述烘烤模式中设定的控温指标；当所述卫星的能源危机结束后，所述卫星平台遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换回所述烘烤模式；
8、4)所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到预工作模式；所述预工作模式用于提升所述主动制冷装置的运动部件温度，使所述主动制冷装置开机时处于最佳启动温度，以及对所述前端保护盖进行保温使其温度不低于自己的生存温度；
9、5)所述主动制冷装置开机前m小时，所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到开盖前准备模式，所述开盖前准备模式用于提高所述保护盖的温度至其最佳工作温度；进入所述开盖前准备模式m小时后，所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述温控仪关闭所述x射线探测元件的烘烤加热器后，所述温控仪发送完成关闭信息给所述卫星平台，然后所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述主动制冷装置开机对所述x射线探测元件进行制冷；所述温控仪监测到所述主动制冷装置将所述x射线探测元件制冷到工作温度后，所述卫星平台遥测上注指令对所述x射线探测元件加电；所述前端保护盖在所述开盖前准备模式下进行最终展开并锁定；
10、6)所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到在轨观测模式，以及停止对所述前端保护盖进行控温；在所述轨观测模式下，所述温控仪对所述x射线聚焦相机的x射线聚焦光学元件进行控温以及对所述x射线探测元件的安装结构进行热控，所述主动制冷装置正常运行且对x射线探测元件进行制冷；
11、所述轨观测模式下所述卫星的在轨星务计算机监控所述卫星是否出现能源危机，如果出现能源危机则所述轨星务计算机控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换到在轨节电模式，进行步骤7)；
12、7)在所述轨节电模式下，所述温控仪控制所述x射线聚焦光学元件的温度为设定控温指标；当所述卫星的能源危机结束后，所述卫星平台遥测上注指令控制所述温控仪将所述x射线聚焦相机切换回所述在轨观测模式。
13、进一步的，所述步骤7)中，所述卫星平台遥测上注指令控制所述主动制冷装置关机；在所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述主动制冷装置重新开机前，需参照所述预工作模式的控温指标对其运动部件进行主动控温提升温度后重新开机。
14、进一步的，对所述x射线聚焦相机的各设定关键组件进行在轨烘烤除气的方法为：开启对各设定关键组件进行加热的加热器，对各设定关键组件进行逐步升温，其中升温速率不大于1℃/min。
15、进一步的，设定的所述关键组件包括x射线聚焦光学元件、x射线探测元件；所述烘烤模式下所述x射线聚焦光学元件的温度初始值为10±2℃、所述x射线探测元件的温度初始值为3±2℃；然后将所述x射线聚焦光学元件的温度逐步提高至20±2℃，将所述x射线探测元件的温度逐步提高至25±2℃。
16、进一步的，在所述烘烤节电模式下，所述温控仪实时采集所述各设定关键组件的当前温度和环境温度，控制所述各设定关键组件的烘烤温度高于当前环境温度5°。
17、进一步的，所述主动制冷装置开机后发送指令给所述温控仪降低对所述主动制冷装置的运动部件的控温指标至-10±2℃。
18、进一步的，在所述轨观测模式下，所述温控仪控制所述x射线聚焦光学元件的温度为20±本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种X射线聚焦相机在轨控温方法，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7)中，所述卫星平台遥测上注指令控制所述主动制冷装置关机；在所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述主动制冷装置重新开机前，需参照所述预工作模式的控温指标对其运动部件进行主动控温提升温度后重新开机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述X射线聚焦相机的各设定关键组件进行在轨烘烤除气的方法为：开启对各设定关键组件进行加热的加热器，对各设定关键组件进行逐步升温，其中升温速率不大于1℃/min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设定的所述关键组件包括X射线聚焦光学元件、X射线探测元件；所述烘烤模式下所述X射线聚焦光学元件的温度初始值为10±2℃、所述X射线探测元件的温度初始值为3±2℃；然后将所述X射线聚焦光学元件的温度逐步提高至20±2℃，将所述X射线探测元件的温度逐步提高至25±2℃。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，在所述烘烤节电模式下，所述温控仪实时采集所述各设定关键组件的当前温度和环境温度，控制
6.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述主动制冷装置开机后发送指令给所述温控仪降低对所述主动制冷装置的运动部件的控温指标至-10±2℃。
7.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，在所述轨观测模式下，所述温控仪控制所述X射线聚焦光学元件的温度为20±2℃，所述主动制冷装置控制所述X射线探测元件的温度为-90±0.5℃。
8.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述前端保护盖的最佳工作温度为15±2℃；所述主动制冷装置开机时的最佳启动温度为10±2℃。
9.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述烘烤模式持续时间为15天；所述工作温度为-90±0.5℃；所述设定控温指标为5±2℃。
10.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，N＝24，M＝2。
...【技术特征摘要】
1.一种x射线聚焦相机在轨控温方法，其步骤包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤7)中，所述卫星平台遥测上注指令控制所述主动制冷装置关机；在所述卫星平台通过遥测上注指令控制所述主动制冷装置重新开机前，需参照所述预工作模式的控温指标对其运动部件进行主动控温提升温度后重新开机。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述x射线聚焦相机的各设定关键组件进行在轨烘烤除气的方法为：开启对各设定关键组件进行加热的加热器，对各设定关键组件进行逐步升温，其中升温速率不大于1℃/min。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，设定的所述关键组件包括x射线聚焦光学元件、x射线探测元件；所述烘烤模式下所述x射线聚焦光学元件的温度初始值为10±2℃、所述x射线探测元件的温度初始值为3±2℃；然后将所述x射线聚焦光学元件的温度逐步提高至20±2℃，将所述x射线探测元件的温度逐步提高至25±2℃。
5.根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：马佳，王娟，陈勇，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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