[发明专利]双量程多通道核热源功率测量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种双量程多通道核热源功率测量系统，该系统适用于核热源热功率的测量，也适用于柱状热源的热功率和热流测量。

背景技术

航天器的供热和供电技术是实现航天深空探测的关键，迄今，在空间飞行器中成功地应用于星载设备供电供热的技术有化学电池（主要用于供电）、燃料电池、太阳能电池、同位素热源（用于供热）或同位素温差电池（用于供电）。化学电池、燃料电池的使用寿命一般只有数月，主要应用于短期任务。太阳能电池的使用寿命为1－5年，主要应用于阳光充足的近地空间探测。这三种能源不利于阳光不足的深层空间的长期探测。同位素热源或同位素温差电池利用同位素发生衰变产生热量，不依赖于阳光照射，而且其比能量约为10⁴～10⁵Wh/kg，远远大于化学电池和燃料电池，同时使用寿命较长（10年，甚至更长），成为星际探测的航天器上电子设备供电供热的理想能源。

同位素核热源不同于一般的热源，主要有以下特点：（1）具有核辐射；（2）形状为柱状；（3）核热源表面易受杂质污染；（4）短时间（如24个小时之内）功率变化很小。

同位素核热源的热功率测量是实现核热源为航天器供电供热的基本前提。目前热源热功率测量一般是通过测量热流密度，而后通过热流密度换算得到热功率数值，如常见的薄膜型热流计、平板式热流计；这些热流计测量时难以满足核同位素热源的特点；同时，现有的热源热功率测量通常采用单一测量原理、单一测量通道、单一测量量程，测量系统在测量过程中出现系统故障造成的测量结果失真或错误，无法及时辨别；当被测热源的功率等级发生较大变化（数倍或数十倍）变化时，单一测量量程无法快速满足测量需求。

发明内容

本发明的一个目的，是克服现有技术的不足，提供一种双测量原理、多通道多路冗余信号融合、高精度、高可靠度的双量程多通道核热源功率测量系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种双量程多通道核热源功率测量系统，其特征在于：

敏感装置，

JI130013

第一和第二冷却系统，

信号采集单元，

信号融合处理单元。

本发明与现有技术相比的优点包括：

1)双原理测量：基于温差和基于电势的两种核热源功率测量原理的核热源功率测量系统；

2)双量程：该核热源功率测量系统具备双量程，可实现不同等级核热源的热功率测量；

3)多通道信息融合：基于温差有四个核热源功率测量通道，基于电势有四个核热源功率测量通道，多通道经过信号融合，规避了可规避核热源摆放位置及自身热流密度分布不均等核热源功率测量的不利影响；

4)多通道测量：测量结果相互校验，提高了核热源功率测量系统测量结果的可信度，同时提高了系统的可靠性。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的双量程多通道核热源功率测量系统的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的双量程多通道核热源功率测量系统的工作流程。

附图标号说明

101敏感装置           102箱盖                 103箱体

104隔热材料           105敏感元件             106纯铜换热器A

107纯铜换热器B        201信号采集单元         202温度传感器

203温度传感器         204温度传感器

205温度传感器         206电势信号测量端子

207电势信号测量端子   208电势信号测量端子

209电势信号测量端子   210温度变送模块

211电势滤波放大模块   212电势滤波放大模块

213电势滤波放大模块   214电势滤波放大模块

215电势变送模块       301信号融合处理单元

401功率显示单元       402数码管显示单元       403触控屏

404状态指示单元       501冷却系统1            502冷却系统2

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明进一步说明。应理解，该说明仅是对本发明的描述，而不是对本发明的限定。