航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置

摘要

本发明公开了一种真空热试验星上电缆高精度控温装置，由若干单位长度的控温槽拼接组成，控温槽主要由控温槽主体和盖板组成，控温槽主体包括内槽体和外槽体两部分，盖板包括内盖板和外盖板两部分，内盖板和外盖板分别盖设在内外槽体的顶面，内槽体内部的侧壁和底面上分别排布有若干电缆分隔柱，以将每根电缆分开有序放置，外槽体外表面贴设有加热片，内槽体的温度控制通过调节加热片进行控制，内槽体、外槽体之间主要通过热辐射进行传热，保证内槽体的温度均匀。本发明的多根星上电缆的电缆温度严格控制在40℃±5℃范围之内，单根电缆沿路径的温度差异控制在±2℃范围之内。

权利要求

1.一种真空热试验星上电缆高精度控温装置，由若干单位长度的控温槽拼接组成，单位长度的控温槽主要由控温槽主体和盖板组成，控温槽主体包括内槽体和外槽体两部分，内槽体、外槽体均为U型结构且内槽体嵌套在外槽体中，内槽体的顶面高度低于外槽体的顶面高度，内槽体的深度根据内部放置的星上电缆数量确定，内槽体和外槽体的底部通过螺栓固定连接，两者的连接处设置隔热装置以减小两者之间的导热；盖板包括内盖板和外盖板两部分，内盖板盖设在内槽体的顶面，外盖体盖设在外槽体的顶面，内槽体内部的侧壁和底面上分别以一定间隔并排排布有若干电缆分隔柱，以将每根电缆分开有序放置，外槽体的外部侧壁上设置控温槽安装接口以供拼接控温槽，其中，外槽体外表面贴设有加热片并包覆5个单元的多层隔热组件，内槽体的温度控制主要是通过调节粘贴在外槽体表面的加热片进行控制，内槽体、外槽体之间主要通过热辐射进行传热，保证内槽体的温度均匀。

2.如权利要求1所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，内槽体、外槽体由硬质铝板制成。

3.如权利要求2所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，硬质铝板的厚度为

1-5mm。

4.如权利要求1-3任一项所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，外槽体朝向内槽体的表面喷涂高发射率黑漆，增强与内槽体的辐射换热。

5.如权利要求4所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，内槽体的整体内表面和整体外表面喷涂高发射率黑漆，用来增强内槽体与外槽体之间以及内槽体与电缆之间的辐射换热。

6.如权利要求1-3任一项所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，隔热装置为聚酰亚胺垫块或玻璃钢垫块。

7.如权利要求1-3任一项所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，内盖板、外盖板分别粘贴若干热电偶进行温度监测。

8.如权利要求7所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，内槽体、外槽体分别粘贴若干热电偶进行温度控制和监测。

9.如权利要求1-3任一项所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，根据内槽体内设置的电缆个数确定电缆分隔柱的距离和个数，电缆分隔柱之间的距离略大于电缆直径。

10.如权利要求1-3任一项所述的真空热试验星上电缆高精度控温装置，其中，电缆分隔柱由带隔热垫的螺钉组成，隔热垫为凸台套筒形状。

说明书

航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置

技术领域

[0001] 本发明属于航天器热试验技术领域，具体涉及一种用于航天器真空热试验环境下星上电缆高精度温度控制装置。

背景技术

[0002] 在航天器尤其是大多数通信卫星的真空热试验中，大量星上电缆由空间环境模拟器外通过安装在环境模拟器上的穿墙法兰连接至卫星。空间环境模拟器内是一个辐射背景温度为-173℃以下的热沉环境，由穿墙法兰连接至卫星的近十米长距离的多根星上电缆需要进行控温处理。以往型号热试验中对电缆的温度控制要求较低，仅需将电缆温度控制在-10℃-40℃的日常使用范围，试验中将多根电缆放入工装中缠绕多层镀铝膜进行保温处理。

[0003] 随着部分航天器有效载荷地面测试系统升级为多通道矢量测试系统，对星上电缆射频测试通道的幅相一致性要求非常高，而电缆相位性能随温度变化较大。要保证测试信号传递的准确性，需要将电缆温度严格控制在40℃±5℃范围之内，单根电缆沿路径的温度差异控制在±2℃范围之内，控温精度较以往大大提高。此外，部分星上电缆为带功率发热电缆，以往简单的包多层镀铝膜的保温处理手段已不能满足现有的电缆控温要求。

[0004] 因此，为了在航天器真空热试验时将星上电缆控制在一个高精度范围，需要在空间环境模拟器内安装一套真空热试验星上电缆高精度控温装置。该装置将由穿墙法兰连接至卫星的近十米长距离的多根星上电缆放置其中进行控温。真空热试验期间可以将电缆温度严格控制在40℃±5℃范围之内，单根电缆沿路径的温度差异控制在±2℃范围之内，从而保证星上电缆相位性能稳定，保证有效载荷地面测试的准确性，大幅提高试验精度和试验水平。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种真空热试验星上电缆高精度控温装置，能够将由穿墙法兰连接至卫星的近十米长距离的多根星上电缆放置其中进行控温。真空热试验期间可以将电缆温度严格控制在40℃±5℃范围之内，单根电缆沿路径的温度差异控制在±2℃范围之内。

[0006] 本发明目的是通过如下技术方案实现的：

[0007] 一种真空热试验星上电缆高精度控温装置，由若干单位长度的控温槽拼接组成，单位长度的控温槽主要由控温槽主体和盖板组成，控温槽主体包括内槽体和外槽体两部分，内槽体、外槽体均为U型结构且内槽体嵌套在外槽体中，内槽体的顶面高度低于外槽体的顶面高度，内槽体的深度根据内部放置的星上电缆数量确定，内槽体和外槽体的底部通过螺栓固定连接，两者的连接处设置隔热装置以减小两者之间的导热；盖板包括内盖板和外盖板两部分，内盖板盖设在内槽体的顶面，外盖体盖设在外槽体的顶面，内槽体内部的侧壁和底面上分别以一定间隔并排排布有若干电缆分隔柱，以将每根电缆分开有序放置，外槽体的外部侧壁上设置控温槽安装接口以供拼接控温槽，其中，外槽体外表面贴设有加热片并包覆5个单元的多层隔热组件，内槽体的温度控制主要是通过调节粘贴在外槽体表面的加热片进行控制，内槽体、外槽体之间主要通过热辐射进行传热，保证内槽体的温度均匀。

[0008] 其中，内槽体、外槽体由硬质铝板制成。

[0009] 其中，硬质铝板的厚度为1-5mm。

[0010] 其中，外槽体朝向内槽体的表面喷涂高发射率黑漆，增强与内槽体的辐射换热。

[0011] 进一步地，内槽体的整体内表面和整体外表面喷涂高发射率黑漆，用来增强内槽体与外槽体之间以及内槽体与电缆之间的辐射换热。

[0012] 其中，隔热装置为聚酰亚胺垫块或玻璃钢垫块。

[0013] 其中，内盖板、外盖板分别粘贴若干热电偶进行温度监测。

[0014] 进一步地，内槽体、外槽体分别粘贴若干热电偶进行温度控制和监测。

[0015] 其中，根据内槽体内设置的电缆个数确定电缆分隔柱的距离和个数，电缆分隔柱之间的距离略大于电缆直径。

[0016] 其中，电缆分隔柱由带隔热垫的螺钉组成。

[0017] 其中，隔热垫为圆环或凸台套筒形状。

[0018] 本发明所提供的航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置，在真空热试验期间可以将由空间环境模拟器穿墙法兰连至卫星的近十米长距离的多根星上电缆电缆温度严格控制在40℃±5℃范围之内，单根电缆沿路径的温度差异控制在±2℃范围之内，从而保证星上电缆相位性能稳定，保证有效载荷地面测试的准确性，大幅提高试验精度和试验水平。

附图说明

[0019] 图1为本发明的航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置示意图。其中，1.外盖板；2.内盖板；3.外槽体；4.内槽体；5.电缆分隔柱；6.电缆；7.控温槽安装接口。

[0020] 图2为本发明的航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置隔热设计示意图。

[0021] 其中，8.盖板隔热垫；9.槽体隔热垫；10.控温装置安装板隔热垫。

具体实施方式

[0022] 下面结合附图对本发明的航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置进行进一步说明，该说明仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明的保护范围。

[0023] 参见图1，图1为本发明的航天器真空热试验星上电缆高精度控温装置示意图。该装置由若干单位长度的控温槽拼接组成，单位长度的控温槽主要由控温槽主体和盖板组成。控温槽主体包括内槽体和外槽体两部分，内槽体、外槽体均为U型结构且内槽体嵌套在外槽体中，内槽体和外槽体的底部通过螺栓固定连接，两者的连接处设置隔热装置以减小两者之间的导热；盖板包括内盖板和外盖板两部分，内盖板盖设在内槽体的顶面，外盖体盖设在外槽体的顶面。盖板通过外盖板扣合在控温槽的外槽体上部，使该控温装置形成一个“密闭”的空间。在外槽体的侧面、底部通过螺钉或铆钉固定控温槽安装接口以供拼接和固定该控温装置。内盖板与外盖板、内槽体和外槽体、外槽体和控温槽安装接口之间均通过聚酰亚胺或聚四氟乙烯隔热垫进行隔热。此外，外槽体外表面贴设有加热片并包覆5个单元的多层隔热组件。

[0024] 本发明的盖板位于该控温装置的上部，盖板主要由外盖板和内盖板组成，内、外盖板均由1mm硬质铝板制成，内、外盖板表面均喷涂高发射率黑漆。内外盖板通过螺栓连接固定，连接处安装厚3mm的聚酰亚胺垫块或玻璃钢垫块用于隔热。内、外盖板分别粘贴若干热电偶进行温度监测。

[0025] 本发明的控温槽主体主要由外槽体和内槽体组成，内、外槽体由1mm硬质铝板制成，如图1所示，内、外槽体均为“U型”结构，其深度根据内部放置的电缆数量确定。内槽体和外槽体之间通过螺栓连接固定，连接处安装隔热装置减小二者之间的导热。外槽体外表面按照功率要求贴加热片并包覆5单元多层隔热组件，外槽体朝向内槽体面喷涂高发射率黑漆。内、外槽体分别粘贴若干热电偶进行温度控制和监测。外铝槽两端安装有控温槽安装接口，用于将单位长度高精度控温槽连接组成整体进行热试验。

[0026] 本发明的电缆分隔柱安装在内槽体上，电缆分隔柱的目的是将每根电缆分开有序放置，如图1所示。根据内槽体内安装的电缆个数确定电缆分隔柱的距离和个数，电缆分隔柱之间的距离略大于电缆直径，电缆分隔柱一般可以由带隔热垫螺钉组成，隔热垫材料一般为聚酰亚胺或者玻璃钢材料，隔热垫为凸台套筒形状，以防电缆轻易滑落。

[0027] 本发明的控温槽安装接口为2mm-10mm的硬质铝板，通过螺钉或铆钉固定外槽体的侧面、底部。用于拼接和固定该控温装置。

[0028] 本发明的隔热垫结构参照图2，隔热垫材料为聚酰亚胺或聚四氟乙烯，厚度一般为2mm-6mm的圆环或凸台形状。隔热垫位于内盖板与外盖板、内槽体和外槽体、外槽体和控温槽安装接口之间，减小各部分之间的导热。

[0029] 在使用前利用控温槽安装接口将各单位长度控温槽连成整体在空间环境模拟器内进行固定。将星上电缆逐根放置在内槽体的电缆分隔柱之间，分开布置的电缆基本保证了每根电缆对由内槽体与内盖板组成的辐射换热环境的角系数大致相同，电缆放置完成后盖上控温槽盖板。

[0030] 热试验期间主要通过内槽体的温度来调节控制各电缆的温度，内槽体的温度控制主要是通过调节粘贴在外槽体表面的加热片来进行，内、外槽体之间通过热辐射进行传热，可以保证内槽体的温度均匀。通过合理调节内槽体的温度可以将电缆温度控制在高精度范围。

[0031] 该装置中电缆、内槽体、内盖板之间，内槽体与外槽体之间，内盖板与外盖板之间均主要通过热辐射进行传热，保证了电缆、内槽体、内盖板的温度均匀性。在进行真空热试验时，通过合理调节内槽体的温度可以将电缆温度控制在高精度范围。

[0032] 尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书及附图所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。