[发明专利]一种红外加热笼热流密度标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天器空间环境模拟技术领域，具体地，涉及一种红外加热笼热流密度标定方法。 

背景技术

航天器在发射升空之前，必须在空间环境模拟器内进行模拟空间冷黑环境的真空热试验（包括热平衡试验和热真空试验）。航天器进行真空热试验时，需要使用非接触式外热流模拟手段进行空间外热流模拟。红外加热笼是一种以电阻加热带作辐射源的非接触式红外模拟器，在进行真空热试验时，根据航天器轨道的实际情况，可以用来模拟航天器在太空经历的热环境(按照轨道平均的方法计算出来的吸收热流)，以检验航天器热设计的正确性和考核单机的高低温性能。 

为了验证红外加热笼的热流能否满足航天器真空热试验的要求，获取红外加热笼理论施加热流与实际到达热流间的差异，需要在正式试验前进行红外加热笼热流有效性的标定试验。 

红外加热笼的标定试验一般在真空低温环境下进行标定，即真空容器真空度优于1.33×10^-3Pa，背景温度小于100K。红外加热笼施加给产品的热流的有效性通过在标定模拟件表面不同位置粘贴加热片及热电偶和在红外加热笼上安装热流计进行考察。主要是得到标定模拟件实际吸收外热流密度与控温热流计平均温度、标定模拟件平均温度之间的对应关系，获取红外加热笼理论施加热流与实际到达热流间的差异，为真空热试验红外加热笼模拟外热流方案的确定提供依据。 

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种红外加热笼热流密度 标定方法。 

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用红外加热笼热流密度标定装置的红外加热笼热流密度标定方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤1：给红外加热笼和加热片进行加电，待平衡后，设定与模拟件所有热电偶的平均温度最为接近的热电偶为红外加热笼控温热电偶； 

步骤2：以步骤1所述的控温热电偶对红外加热笼进行闭环控温； 

步骤3：设置加热片的电流及控温热电偶的温度，按不同工况给红外加热笼和加热片加热； 

步骤4：获取不同工况下模拟件实际吸收外热流密度、热流计平均温度和模拟件的表面平均温度； 

步骤5：得到模拟件实际吸收外热流密度与热流计平均温度、模拟件的表面平均温度之间的对应关系。 

优选的，所述步骤4中还包括通过记录不同加热功率下红外加热笼的电流、热流计的响应以及模拟件的响应，获取红外加热笼理论施加热流与实际到达热流间的差异 

本发明不仅获取了红外加热笼理论施加热流与实际到达热流间的差异，还为真空热试验红外加热笼模拟外热流方案的确定提供了依据，提高了试验结果的可靠性。 

附图说明

图1为本发明中应用的红外加热笼热流密度标定装置示意图； 

图2为本发明中红外加热笼热流密度标定方法的流程图。 

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。 

实施例 

如图1所示，在真空低温环境下（需经历抽真空、通液氮的过程）对红外加热笼进行标定试验。红外加热笼热流密度标定装置包括模拟件4、红外加热笼1和热流计2。所述模拟件4的材质与外形与待标定产品一致，模拟件4的外侧设置加热片5，并均匀粘贴热电偶6，然后用隔热层7包覆；在模拟件4的内侧喷涂与待标定产品表面一致的热控涂层3；在距离模拟件4的内侧150mm处设置红外加热笼1，并在红外加热笼1上安装热流计2。 

如图2所示，红外加热笼热流密度标定方法的步骤为： 

1、给红外加热笼和加热片进行加电，待平衡后，设定与模拟件所有热电偶的平均温度最为接近的热电偶为红外加热笼控温热电偶； 

2、以步骤1所述的控温热电偶对红外加热笼进行闭环控温； 

3、设置加热片的电流及控温热电偶的温度，按不同工况给红外加热笼和加热片加热； 

4、获取不同工况下模拟件实际吸收外热流密度、热流计平均温度和模拟件的表面平均温度； 

5、得到模拟件实际吸收外热流密度与热流计平均温度、模拟件的表面平均温度之间的对应关系。 

值得注意的是，所述步骤4中还包括通过记录不同加热功率下红外加热笼的电流、热流计的响应以及模拟件的响应，获取红外加热笼理论施加热流与实际到达热流间的差异 

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。