[发明专利]高低温环境模拟实验系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种深冷和高温供热技术领域的高低温环境模拟试验系统，尤其涉及的是液氮制冷和供热技术领域的高低温环境模拟试验系统。

 

背景技术

随着我国新一代航天器技术的发展，航天器功能密集度增高，表面敏感部件增多，设计寿命增长，特别是大量新型复合材料、聚合物材料的使用，微电子线路集成度不断提高，使航天器对空间环境效应的影响变得更加敏感，原来没有引起足够重视的空间特殊环境效应对航天器的影响变得日益突出，成为影响航天器长寿命高可靠的关键因素。空间特殊环境效应诱导的航天器在轨故障问题将变得更加突出，因此加强航天器空间特殊环境试验技术研究，避免或减轻空间特殊环境效应对卫星可靠性及设计寿命的影响，对我国空间技术的发展至关重要。

目前能够满足航天器高低温试验的试验系统有高低温实验箱，这种试验箱系统采用电加热器为系统提供热量，采用液氮喷淋方式为系统提供冷量，系统为开式循环系统，加热或冷却后的气氮通过高低温实验箱后直接排出室外，造成了热量和冷量的直接浪费，且高低温实验箱的工作温度一般在-50℃～+50℃，工作温度区间狭小，升降温速度慢，温度均匀性差。目前能够用于航天器高低温试验，并拥有发明专利的高低温实验箱并没有检索到。

本发明的高低温环境模拟试验系统，其工作温度为-120℃～+170℃，升降温速度为3℃/min～10℃/min，温度均匀度为±3℃。主要针对卫星天线、太阳电池阵的高低温环境下的零重力展开试验。同时该系统还能够实现不同高低温运行工况下的快速温变试验、高温保温试验、低温保温试验。

 

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高低温环境模拟实验系统，其包括一高低温实验箱、气体置换组件、快速升温保温组件、快速降温保温组件；所述气体置换组件、快速升温保温组件、快速降温保温组件分别与所述高低温实验箱连接；所述气体置换组件用于将所述高低温实验箱中的空气置换成超低露点的高纯气氮，所述快速升温保温组件用于将所述高低温实验箱内部加热到需要的温度并在一段时间内维持该温度，所述快速降温保温组件用于将所述高低温实验箱降温到需要的温度并在一段时间内维持该温度。

较佳地，所述气体置换组件包括液氮储槽、第一气动调节阀、水浴汽化器、稳压罐、减压阀、电加热器、第二气动调节阀、第三气动调节阀门、循环热风机、第四气动调节阀、第五气动调节阀、第六气动调节阀；

所述液氮储槽右出口的左支路与所述第一气动调节阀的进口连接，所述第一气动调节阀的出口与所述水浴汽化器的进口连接，所述水浴汽化器的出口与所述稳压罐的进口连接，所述稳压罐的出口与所述减压阀的进口连接，所述减压阀的出口与所述电加热器的进口连接，所述电加热器的出口下支路与所述气动调节阀门的进口连接，所述第二气动调节阀的下出口与所述循环热风机的进口连接，所述第二气动调节阀门的左出口与所述第三气动调节阀的进口连接，所述循环热风机的右出口与所述第四气动调节阀进口连接，所述循环热风机的左出口与所述第三气动调节阀出口连接，所述第四气动调节阀的出口与所述高低温实验箱的底部风口连接，高低温实验箱的顶部风口左出口与所述第五气动调节阀的进口连接，所述第五气动调节阀的出口与大气环境相通，置换后的气体通过所述第五气动调节阀直接排出室外。

较佳地，所述快速升温保温组件包括循环热风机、第一气动调节阀、第二气动调节阀、高低温实验箱、第三气动调节阀、第四气动调节阀、电加热器、第五气动调节阀、第六气动调节阀、气动截止阀;

所述循环热风机的右出口与所述第一气动调节阀进口连接，循环热风机的左出口与所述第二气动调节阀出口连接，所述第一气动调节阀的出口与所述高低温实验箱的底部风口连接，高低温实验箱的顶部风口上出口与所述第四气动调节阀的进口连接，所述第四气动调节阀的出口与电加热器的进口连接，电加热器的出口与所述第五气动调节阀的进口连接，所述第五气动调节阀的出口与循环热风机的上进口连接，循环热风机的左进口与所述第六气动调节阀的进口连接，所述气动截止阀的进口连接在循环风机和所述第一气动调节阀之间的管路上，出口与大气环境相通，在快速升温和高温保温过程，通过气动截止阀的实时排气，保持试验系统内的压力稳定。

较佳地，所述快速降温保温组件包括循环冷风机、第一气动调节阀、气液换热器、第二气动调节阀、电加热器、第三气动调节阀、液氮调节阀组、第四气动调节阀、液氮储槽、第五气动调节阀、空裕汽化器、气动截止阀；