[实用新型]一种温控组件热性能测试系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热性能测试系统，具体涉及一种温控组件热性能测试系统。

背景技术

高超声速飞行器在大气层内长时间高速飞行，采取高效防隔热措施后，舱内近似真空绝热环境，伺服系统放热和冷热连接部位传入的热量会导致舱内温度升高，影响仪器设备的正常工作，因此必须采取有效的温控措施。为了满足飞行器舱内温度控制要求，利用热转移材料的高导热性能将热源部位产生的热量传递给蓄热材料或冷源，在蓄热空间内布置高导热材料或高强度传热器件来实现热能的快速传导均布，将热量从发热源传导出来并均匀散布在蓄热材料中，即将热源处的高热流密度能量转成低热流密度能量并传给蓄热材料，从而适应蓄热材料虽然储热能力强但自身吸热速度较慢及热传导能力差的特点。然而在这种近似真空绝热环境、有限重量体积条件下，开展基于热耗散、热疏导原理的多部位、多温区的温控技术研究与工程应用，目前尚没有完整的设计理论及方法可以借鉴，尤其是在温控材料(结构)热匹配机理、结构与效率控制方法方面缺乏清晰的认识，已经成为制约工程温控技术实现的瓶颈问题。因此急需从基础研究入手，明晰热耗散、热转移材料自身的热物性、传热传质特性与温控效率之间的联系，掌握多种热转移、热耗散材料的热匹配及作用机理，充分利用温控组件热性能测试方法，为温控材料(组件)性能与效率的优化提供理论基础，促进温控材料的结构设计与制备技术的发展，保证专项工程的研制过程。

实用新型内容

为克服现有技术的缺点和不足，本实用新型目的在于提供一种温控组件热性能测试系统，利用该测试系统可以模拟温控组件在近似真空绝热环境下对其进行热性能的测试与研究。

为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案进行实现的：

一种温控组件热性能测试系统，包括供电单元、真空室和温度采集与分析单元，其特征在于，所述真空室包括密封连接的真空室钟形罩和真空室底板，所述真空室的内腔中设置蓄热槽和电热元件，所述电热元件的加热片和蓄热槽的底面紧密贴合，所述蓄热槽内放置温控组件,在所述温控组件中设置热电偶,所述电热元件通过设置在所述真空室底板上的航空插头与供电单元电连接，所述热电偶也通过所述航空插头与所述温度采集与分析单元连接。

优选地，所述温控组件为相变材料温控组件。进一步地，本实用新型温控组件由热传导和热耗散两部分组成，热传导部分可以为蜂窝结构材料、编织结构材料或高强度传热器件，热耗散部分可以为相变微胶囊材料或蓄热基体材料中添加颗粒。

优选地，所述电热元件为氮化硅电热元件。采用氮化硅电热元件作为加热源来模拟实际发热体的发热面积和热流密度，该发热元件体积小、热惯性小、表面负荷高、升温速度快，干点升温可达1200℃，干点加热负荷可达25W/cm²，能实现实验所需高温环境要求，由电源对其进行加热。通过可控硅调功器控制其发热功率，从而实现功率可视化精确控制，性能安全可靠。

优选地，所述真空室钟形罩的侧壁上设有观察窗。设计加工了石英玻璃观察窗，与钟形密闭罩通过法兰连接，以观察实验工况。由于真空室内需布置温控组件及其它各种接线，导致钟形密闭罩体积及重量加大，由此带来安装及拆卸不便，为了使实验简捷，设计的石英玻璃视窗除了有观察实验进程功能之外，还要方便真空室安装拆卸及蓄热槽、电加热元件和热电偶布置，由于蓄热槽为长方体结构，真空室腔为圆柱体，于是设计时需充分考虑长方体和圆柱体的合理匹配，设计时需预留一定的偏心矩，以使真空室空间得到最大程度的利用并利于蓄热槽的安装拆卸及热电偶的合理布置，从而使实验操作变得更加简单可靠，实验可重复性显著增强。

优选地，温控组件热性能测试系统还包括与真空室底板对接的用以抽取真空室内部空气的分子泵。

优选地，所述温度采集与分析单元包括通信连接的温度采集器与数据分析单元，所述热电偶与所述温度采集器连接。

优选地，所述供电单元、真空室固定于一移动工作台上。

优选地，所述供电单元包括依次电连接的可控硅调功器、空气开关和接线端子，所述电热元件通过导线与所述接线端子连接。

优选地，所述热电偶为K型热电偶。