电控隔热屏当量发射率测试系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种电控隔热屏当量发射率测试系统及方法，包括电控隔热屏安装底板、热电偶温度测量系统、电加热系统、多层隔热组件、真空低温容器，分别测量电控隔热屏多层在打开到不同位置下，电控隔热屏安装底板加热功率和温度，根据当量发射率计算公式进行计算电控隔热屏安装底板热控涂层的当量发射率，获取T-εeff的关系。本发明解决了电控隔热屏当量发射率的测量问题，通过该方法获取的试验数据，为电控隔热屏和航天器热控分系统进行热分析计算建立的电控隔热屏数学模型提供准确的输入参数，保证了电控隔热屏和热控分系统设计的正确性，为电控隔热屏在航天器上应用提供了技术支持。
【专利说明】电控隔热屏当量发射率测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测试方法，具体地，涉及卫星上使用的电控隔热屏当量发射率e #测 试系统及方法。
【背景技术】
[0002] 随着卫星技术的发展，尤其针对目前各种后续型号卫星以及规划中的卫星，其星 载设备多、测量精度高、发热量大、温度控制要求高等，以被动控制为主的传统热控制手段 已不能完全适应，必须通过新型热控技术来进一步提高系统的主动调节能力，改善温度条 件。电控隔热屏就是一种新型的热控技术，通过机构部分带动多层的开合，从而控制卫星散 热面面积和散热能力，改善卫星内部热功耗变化和外热流变化引起的温度波动。
[0003] 电控隔热屏多层在不同打开面积（]^、24、34、44、54位置）下的当量发射率￡6；"为 评价电控隔热屏散热性能的唯一技术指标，必须在地面进行测试。电控隔热屏直接安装在 卫星侧板散热面上，与卫星热耦合，通过电控隔热屏多层不同的打开面积实现作为卫星散 热面的变化。卫星热控分系统设计进行热分析计算时，需建立电控隔热屏数学模型，以便分 析电控隔热屏开合变化对卫星温度的影响，预计电控隔热屏的在轨使用效果，为卫星热控 分系统确定合理的设计方案以及进行电控隔热屏详细设计（安装板散热面尺寸大小）提供 依据。在整星热分析计算时，为简化计算工作量，提高计算速度，对电控隔热屏数学模型一 般采用简化方法：建立电控隔热屏安装板散热面热控涂层相同面积的模型，通过当量发射 率h ff进行电控隔热屏面积散热量等效。因此，若该参数不准确，无法准确地进行电控隔热 屏开合变化对为卫星温度的影响分析，从而无法准确地预计电控隔热屏的在轨使用效果。
[0004] 电控隔热屏当量发射率e rff与理论值偏差较大，原因在于：
[0005] 1、当电控隔热屏多层打开时，由于电控隔热屏多层以及板上的丝杆、螺母、导杆、 支架等零部件的遮挡，导致电控隔热屏实际散热量低于同等面积安装板白漆的散热量，且 与多层打开面积和安装板温度成正比。
[0006] 2、当电控隔热屏多层关闭时，由于电控隔热屏多层间存在减小，导致电控隔热屏 多层漏热大于同等面积卫星多层的漏热，且与安装板温度成正比。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种电控隔热屏当量发射率的测试 方法。本发明所要解决的技术问题是提出一种用于进行电控隔热屏在安装板不同温度、不 同打开面积时当量发射率测试的方法，从而获取较为准确的电控隔热屏当量发射率参数。
[0008] 根据本发明提供的一种电控隔热屏当量发射率测试系统，包括电控隔热屏安装底 板、热电偶温度测量系统、电加热系统、多层隔热组件、真空低温容器；
[0009] 热电偶温度测量系统包括相连的测温仪与热电偶；
[0010] 电加热系统包括相连的程控电源与电加热器；
[0011] 电控隔热屏安装底板的正面表面为喷涂的白漆，电控隔热屏安装底板的反面为包 覆的多层；
[0012] 电控隔热屏安装板的反面上均匀粘贴多路电加热器；
[0013] 电控隔热屏安装板的正面上均匀粘贴多个热电偶，热电偶用以测量电控隔热屏安 装板的温度，热电偶安装位置与电加热器相对应；
[0014] 电控隔热屏安装板的反面以及侧边包覆有多层隔热组件，以减小试验件辐射漏 执.
[0015] 电控隔热屏安装底板、热电偶、电加热器、多层隔热组件位于真空低温容器内；
[0016] 测温仪、程控电源位于真空低温容器外。
[0017] 优选地，还包括位于真空低温容器内的试验工装；
[0018] 电控隔热屏安装板安装在试验工装上，电控隔热屏安装板与试验工装之间垫隔热 屏，以减小试验件导热漏热；
[0019] 优选地，还包括电控隔热屏以及电控隔热屏控制器；
[0020] 电控隔热屏控制器放置于真空低温容器外，并通过转接电缆与位于真空低温容器 内且安装于电控隔热屏安装底板的电控隔热屏相连。
[0021] 根据本发明提供的一种电控隔热屏当量发射率测试方法，包括如下步骤：
[0022] 步骤A :建立权利要求1至3中任一项所述的电控隔热屏当量发射率测试系统；
[0023] 步骤B :在真空低温环境下，通过热电偶温度测量系统分别测量电控隔热屏多层 在打开到不同位置下，电控隔热屏安装底板加热功率和温度，根据当量发射率计算公式进 行计算电控隔热屏安装底板热控涂层的当量发射率，获取T- e eff的关系，其中，T表示电控 隔热屏安装板温度，表示电控隔热屏当量发射率。
[0024] 优选地，所述不同位置，是指电控隔热屏分别处于全开、开3/4、开1/2、开1/4、全 关这几个位置。
[0025] 优选地，在电控隔热屏处于打开位置时，调节各路电加热器功率，使电控隔热屏安 装板温度分别控制在-40±3°C、-30±3°C、-20±3°C、-10±3°C、0±3°C、10±3°C、20±3°C、 30±3°C。
[0026] 优选地，按如下公式进行当量发射率计算和T- e eff拟合：
[0027]
【权利要求】
1. 一种电控隔热屏当量发射率测试系统，其特征在于，包括电控隔热屏安装底板、热电 偶温度测量系统、电加热系统、多层隔热组件、真空低温容器； 热电偶温度测量系统包括相连的测温仪与热电偶； 电加热系统包括相连的程控电源与电加热器； 电控隔热屏安装底板的正面表面为喷涂的白漆，电控隔热屏安装底板的反面为包覆的 多层； 电控隔热屏安装板的反面上均匀粘贴多路电加热器； 电控隔热屏安装板的正面上均匀粘贴多个热电偶，热电偶用以测量电控隔热屏安装板 的温度，热电偶安装位置与电加热器相对应； 电控隔热屏安装板的反面以及侧边包覆有多层隔热组件，以减小试验件辐射漏热； 电控隔热屏安装底板、热电偶、电加热器、多层隔热组件位于真空低温容器内； 测温仪、程控电源位于真空低温容器外。
2. 根据权利要求1所述的电控隔热屏当量发射率测试系统，其特征在于，还包括位于 真空低温容器内的试验工装； 电控隔热屏安装板安装在试验工装上，电控隔热屏安装板与试验工装之间垫隔热屏， 以减小试验件导热漏热。
3. 根据权利要求1所述的电控隔热屏当量发射率测试系统，其特征在于，还包括电控 隔热屏以及电控隔热屏控制器； 电控隔热屏控制器放置于真空低温容器外，并通过转接电缆与位于真空低温容器内且 安装于电控隔热屏安装底板的电控隔热屏相连。
4. 一种电控隔热屏当量发射率测试方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤A :建立权利要求1至3中任一项所述的电控隔热屏当量发射率测试系统； 步骤B :在真空低温环境下，通过热电偶温度测量系统分别测量电控隔热屏多层在打 开到不同位置下，电控隔热屏安装底板加热功率和温度，根据当量发射率计算公式进行计 算电控隔热屏安装底板热控涂层的当量发射率，获取T- ε eff的关系，其中，T表示电控隔热 屏安装板温度，￡#表示电控隔热屏当量发射率。
5. 根据权利要求4所述的电控隔热屏当量发射率测试方法，其特征在于，所述不同位 置，是指电控隔热屏分别处于全开、开3/4、开1/2、开1/4、全关这几个位置。
6. 根据权利要求4述的电控隔热屏当量发射率测试方法，其特征在于，在电控 隔热屏处于打开位置时，调节各路电加热器功率，使电控隔热屏安装板温度分别控制 在-40±3°C、-30±3°C、-20±3°C、_10±3°C、0±3°C、10±3°C、20±3°C、30±3°C。
7. 根据权利要求4所述的电控隔热屏当量发射率测试方法，其特征在于，按如下公式 进行当量发射率计算和T- ε rff拟合：
式中为电控隔热屏的净换热量；F为散热面积，〇为玻尔兹曼常数，T为电控隔 热屏安装板温度。
【文档编号】G01N25/20GK104374798SQ201410606605
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月31日 优先权日:2014年10月31日
【发明者】胡明亮, 陈菡, 翟载腾, 陆江峰, 刘荣辉, 腊栋 申请人:上海卫星工程研究所