KM2熱真空環(huán)模系統(tǒng)技術(shù)要求1系統(tǒng)說明本系統(tǒng)主要用來模擬太空的高真空、冷黑環(huán)境及外熱流環(huán)境,用于進(jìn)行空間元部件的熱真空環(huán)境模擬試驗(yàn)。2設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)1)真空室外形:臥式圓筒形,平開式封頭大門;2)熱沉:φ2000mm×2500mm;3)外熱流系統(tǒng):提供控制系統(tǒng)和采集系統(tǒng),控制系統(tǒng)具備開環(huán)、閉環(huán)及序列加載功能,采集系統(tǒng)配備數(shù)據(jù)采集器,采集通道200路(熱電偶),電源無需提供;4)空載、常溫時(shí),極限真空度為5×10-5Pa;5)熱沉溫度:≤100K,同時(shí)具備復(fù)溫功能,可由低溫恢復(fù)至常溫,復(fù)溫速率≥1℃/min;6)熱沉溫度變化速率:≥2℃/min;3系統(tǒng)方案要求31總體方案概述方案原理圖參見圖1:圖1系統(tǒng)整體原理圖(刪除圖片中加熱籠)系統(tǒng)整體由真空容器、熱沉、氮系統(tǒng)、真空獲得系統(tǒng)和測(cè)控系統(tǒng)組成,測(cè)控系統(tǒng)包括了真空測(cè)控和溫度采集。32真空容器要求321容器真空容器采用臥式圓柱形結(jié)構(gòu),直段尺寸為Φ2400mm×2500mm。容器一端為大門,大門與真空室之間采用成熟的鉸鏈?zhǔn)竭B接,可靈活轉(zhuǎn)動(dòng)開啟。容器下面有馬鞍座,整體置于地面上。真空容器及內(nèi)部結(jié)構(gòu)材料均采用優(yōu)質(zhì)0Cr18Ni9不銹鋼制造。容器上除必要的抽氣口、觀察窗口、測(cè)量口和進(jìn)出液接口之外,還預(yù)留足夠的試驗(yàn)用法蘭口。容器內(nèi)安裝照明燈具,方便接線操作及試驗(yàn)過程中對(duì)內(nèi)部狀況的觀測(cè)。322導(dǎo)軌和安裝平臺(tái)真空腔體內(nèi)安裝有兩根平行等高不銹鋼導(dǎo)軌,導(dǎo)軌上放置載物平臺(tái)(參見圖2),具有在導(dǎo)軌上前后移動(dòng)、鎖定等功能。導(dǎo)軌支撐牢固穩(wěn)定,可承受最大載重量200kg。試件安裝平臺(tái)穩(wěn)定可靠,具有防脫軌機(jī)構(gòu)。載物臺(tái)尺寸:14m(寬)×25m(長(zhǎng))圖2載物平臺(tái)323接口法蘭配置3個(gè)帶有航空插座的法蘭,每個(gè)法蘭配好2個(gè)55芯和2個(gè)37芯航空連接器,配置1個(gè)高頻接口法蘭,裝4個(gè)SMA連接器,另預(yù)留6個(gè)機(jī)動(dòng)法蘭。33熱沉熱沉的作用是用來模擬太空的冷黑環(huán)境。熱沉內(nèi)表面涂以高吸收率的黑漆,使其吸收率能達(dá)到09以上,管內(nèi)則通入液氮,可使整個(gè)熱沉的溫度可以保持在100K低溫,來模擬空間的冷熱環(huán)境。熱沉主要由熱沉壁板、防輻射屏、測(cè)溫傳感器及其它輔助機(jī)構(gòu)組成。331熱沉結(jié)構(gòu):熱沉由直筒段、大門兩部分組成。熱沉尺寸為Φ2000mm×2500mm,臥式結(jié)構(gòu)。在熱沉面向試驗(yàn)件的表面涂特制黑漆,黑漆的性能要滿足對(duì)太陽(yáng)光的吸收率αs≥095,半球向發(fā)射率εh≥090,在上述指標(biāo)滿足的基礎(chǔ)上選擇表面出氣率低、粘結(jié)性好、易于噴涂、清理的產(chǎn)品。332熱沉接口:熱沉大門端留有觀察窗接口,直段部分配合系統(tǒng)工作所需留有其他功能及應(yīng)用接口333熱沉測(cè)溫點(diǎn)布置熱沉上共布置20個(gè)Pt100鉑電阻溫度傳感器作為測(cè)溫點(diǎn),其中直筒段熱沉布置16個(gè)點(diǎn),大門熱沉布置2個(gè),端部熱沉布置2個(gè)。另配備4個(gè)可移動(dòng)Pt100鉑電阻溫度傳感器作為試驗(yàn)件測(cè)溫點(diǎn)。熱沉內(nèi)部所有溫度傳感器的線纜均采用聚四氟乙烯線纜,共配置CX2-55芯穿艙接插件2套。34氮系統(tǒng)提供可回收式液氮系統(tǒng),要求半開式控制,雙罐回收。乙方負(fù)責(zé)液氮系統(tǒng)建造包含管路保溫等需用到的設(shè)備,甲方只提供液氮儲(chǔ)槽。35真空系統(tǒng)選用2套抽速為10000L/s的低溫泵作為系統(tǒng)高真空主抽泵,1臺(tái)抽速為2000L/s的分子泵作為輔抽并作為檢漏泵,選用抽速為2200m3/h干泵機(jī)組作為系統(tǒng)的粗抽機(jī)組。同時(shí)另配置一臺(tái)抽速為10L/s的螺桿泵作為分子泵的前級(jí)泵,同時(shí)該泵還用于低溫泵的預(yù)抽及再生。容器上設(shè)一個(gè)國(guó)產(chǎn)冷陰極電離規(guī)和一個(gè)電阻規(guī),粗抽管道上設(shè)一個(gè)電阻規(guī)。36設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)控制系統(tǒng)主要任務(wù)是完成真空系統(tǒng)設(shè)備啟/停(開/關(guān))控制,同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及參數(shù)測(cè)量,確保系統(tǒng)安全可靠地工作。361測(cè)控系統(tǒng)的組成和功能熱真空試驗(yàn)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)由真空控制單元、溫度控制單元和輔助控制單元三大部分組成,通過設(shè)備間的本地控制柜和測(cè)控間的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交互,實(shí)現(xiàn)對(duì)真空系統(tǒng)設(shè)備啟/停(開/關(guān))控制,真空度監(jiān)測(cè)、罐體內(nèi)測(cè)溫點(diǎn)的溫度監(jiān)測(cè)及過渡板的溫度控制,同時(shí)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及參數(shù)測(cè)量,確保系統(tǒng)安全可靠地工作??刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。圖3測(cè)控系統(tǒng)單元組成控制系統(tǒng)的控制方式設(shè)定有兩種控制模式:現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)和程序控制模式,兩種控制模式不能同時(shí)有效。在本地手動(dòng)模式下,程控計(jì)算機(jī)只能監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)而無法進(jìn)行控制,只能由現(xiàn)場(chǎng)控制柜進(jìn)行控制。在程序控制模式下,系統(tǒng)通過程控計(jì)算機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,現(xiàn)場(chǎng)控制柜只能監(jiān)視而無法改變現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)。測(cè)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)如下功能:實(shí)現(xiàn)真空控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制柜程序控制并完成其所有的測(cè)量、顯示、安全報(bào)警等功能;實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)視實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)各設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等的工作狀態(tài)參數(shù),并能實(shí)現(xiàn)對(duì)其遠(yuǎn)程控制;各重要設(shè)備有操作記錄可以查詢,關(guān)鍵參數(shù)有數(shù)據(jù)記錄;能夠儲(chǔ)存、顯示并打印系統(tǒng)、設(shè)備、測(cè)量?jī)x表等的歷史數(shù)據(jù)及運(yùn)行曲線;通過軟件設(shè)定,實(shí)現(xiàn)操作提示及安全警示功能;;能和其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,并將采集到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到系統(tǒng)服務(wù)器中。根據(jù)用戶控制需求提供遠(yuǎn)程監(jiān)控接口;設(shè)定兩種模式和權(quán)限:工程師和操作員,設(shè)置操作密碼,具有鎖屏功能。工程師模式,可以作為系統(tǒng)調(diào)試和故障的接口;操作員模式可進(jìn)行真空抽氣/充氣等一般性操作。
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