[发明专利]可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及单粒子试验技术领域，特别是涉及一种可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置及方法。

背景技术

航天器在轨运行过程中，时刻受到空间环境的影响，引发半导体器件发生总剂量效应、单粒子效应等辐射效应，半导体器件的抗辐射能力直接影响了航天器的性能和寿命，因此用于航天器的半导体器件必须进行单粒子效应评估试验，简称单粒子试验，用于评估被试器件的抗单粒子效应能力。单粒子试验技术是采用地面整套装置，包括辐射源、真空环境、试验器件、加热温度控制装置和效应检测系统等，模拟空间环境中半导体器件受到空间各种粒子的攻击现象，目的为通过模拟实验了解器件受到空间粒子攻击后的失效模式。单粒子试验为模拟等效空间环境中不同的粒子，通常需要在不同的辐射源中进行试验，以模拟空间中产生的不同能量的粒子，因此要求单粒子试验装置可以实现可移动和便携式的特点。同时为模拟空间中器件的真实工作环境，单粒子试验需要在真空环境中对器件加热后进行评估试验，由于真空环境中热传导方式的改变，如何在真空环境中对半导体器件进行加热温度控制也是一项非常困难和复杂的工作。

国内外单粒子试验中通常采用两种方法控制被试器件的加热温度：一种为利用单粒子试验器件自身工作所产生的功耗进行自给加热，通过改变器件工作负荷，控制其产生的功耗，利用所产生的功耗与对外围环境的散热差达到控制器件加热的效果，这种方式的优点在于不需要其它装置便可以加热，缺点在于温度不易控制，同时由于器件工作条件限制，容易对器件造成损伤，对单粒子试验效果也产生影响；另一种方法是采用外部加热温度控制的办法，利用和辐射源真空罐体直接相连的铜制的腔体将被试器件包裹后，利用电阻丝进行加热控制，这种方法的优点是温度容易控制，升温速率快，国内外均有采用这种方法的试验机构，如我国的西北核技术研究所便是利用锎源罐体内直接装配铜腔体电阻丝加热的方法进行温度控制，这种方法缺点是装置安装复杂，占据面积大，需要与辐射源捆绑安装，不能移动，不适用于评估半导体器件的单粒子试验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置，该装置为独立设计的装置，不依赖于单粒子试验源的种类，可以用于各种单粒子试验器件的加热温度控制，为可移动式加热温控装置，体积小巧，携带方便，并且加热速度快，温控精确，可进行远程控制。

本发明的另一个目的在于提供一种可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置的温度控制方法。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置，其特征在于：包括温度控制器、温度监视器、加热器、传感器、散热器、夹具、加热指示灯、停止加热指示灯和远程控制终端，其中：

温度控制器：根据远程控制终端的控制指令，接收温度监视器传输的温度信息，并控制加热器对单粒子试验器件加热升温或使单粒子试验器件的温度保持在目标加热温度，同时将加热信号和停止加热信号分别传输给加热指示器与停止加热指示器；

温度监视器：根据远程控制终端的控制指令，对单粒子试验器件待测位置的温度进行监测，将监测到的待测位置温度信息传输给温度控制器和远程控制终端，同时显示温度信息；

加热器：与温度控制器连接，根据温度控制器的指令对单粒子试验器件进行加热升温；

传感器：与温度监视器连接，将单粒子试验器件的温度信号转换为电信号，并传输给温度监视器；

散热器：降低单粒子试验器件的温度；

夹具：为凹字形，凹字形夹具底部的下表面与单粒子试验器件的加热面紧贴，凹字形夹具底部的实心部分设有圆孔，用于放置传感器，加热器则嵌入凹字形夹具的中空部分，与凹字形夹具底部的上表面紧贴并固定，凹字形夹具上部与散热器固定连接；

加热指示灯：指示单粒子试验器件处于加热状态；

停止加热指示灯：指示单粒子试验器件处于停止加热状态；

远程控制终端：将控制指令传输给温度控制器与温度监视器，并接收温度监视器传输的温度信息。

在上述可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置中，加热器为PTC陶瓷加热器，传感器为铂电阻传感器。

在上述可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置中，传感器通过传感器连接线与温度监视器连接，传感器连接线的长度为2m～5m。

在上述可移动式的单粒子试验器件加热温度控制装置中，待测位置为多个时，夹具底部的实心部分沿水平方向设有多个圆孔，用于放置多个传感器。