一种基于薄膜型加热器的热控方法与流程

本发明涉及热控技术领域，具体是一种基于薄膜型加热器的热控方法。

背景技术：

在航天热控设计中，通常采用薄膜型加热器粘贴到固体表面用于加热，实现温度控制。由于加热器主要由0.1-0.15mm厚的聚酰亚胺薄膜和康铜丝制作而成，其强度并不高，很容易被拉扯断裂。传统的工艺方法是薄膜型加热器直接用固化胶粘贴到受热表面，当粘贴表面受热，或压力容器充压膨胀时，加热器会有被拉断裂的风险。当粘贴表面延伸位移大于加热器抗拉强度，加热器康铜丝断裂。或者康铜丝被拉进入塑性变形阶段，反复伸缩导致康铜丝折断。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于薄膜型加热器的热控方法，采用将薄膜加热器粘贴在弹性导热垫后再粘贴到受热表面的工艺方法，可以减小表面膨胀对加热器的拉伸形变，避免加热器损坏，该发明可进一步延伸到机械、化工、航空等领域中。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于薄膜型加热器的热控方法，通过固化胶将薄膜型加热器粘贴在柔性导热垫上，然后将柔性导热垫的下底面通过固化胶与受热表面相连；所述柔性导热垫是为具有弹性的高导热系数垫片，其厚度满足公式h＝max(k1l)δx,k2wδy)，其中，δx、δy是壁面沿长度和宽度方向上的变形率，l、w是加热器的长度和宽度，k1、k2为所选弹性垫片的安全粘贴变形系数。

优选地，根据绝缘需求，柔性导热垫与受热表面之间可通过固化胶粘贴一层绝缘膜。

优选地，所述薄膜加热器为聚酰亚胺薄膜、康铜电阻丝的薄膜型加热器,薄膜厚度为0.3-0.5mm。

优选地，所述柔性导热垫选用硅橡胶导热垫，其k1、k2取1-1.5。

优选地，所述固化胶为黏贴剂，可选用gd414-c单组份室温硫化硅橡胶。

优选地，所述绝缘膜为非导电的绝缘薄膜，可选用聚酰亚胺薄膜。

本发明满足薄膜型加热器粘贴到伸缩表面的工艺需求，通过增加柔性导热垫减小伸缩表面对加热器的拉伸作用，避免加热器被拉断。粘贴工艺操作简单，可靠性高，易于实现。

与现有技术相比，本发明具有下述有益效果：在影响导热效果较小的情况下，能够极大程度上减小热胀冷缩、充放压容器伸缩表面拉伸作用力传递到薄膜加热器上，避免加热器被拉断导致损坏；该工艺操作简单，易于实现，成本较低。

附图说明

图1为本发明一个具体实施例的结构示意图；

图2为某卫星气瓶充气过程中，气瓶壁面、直接黏贴和加柔性导热垫电加热器的应变数据示意图。

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。

本发明实施例提供了一种基于薄膜型加热器的热控方法，通过固化胶将薄膜型加热器粘贴在柔性导热垫上，然后将柔性导热垫的下底面通过固化胶与受热表面相连；所述柔性导热垫是为具有弹性的高导热系数垫片，其厚度满足公式h＝max(k1l)δx,k2wδy)，其中，δx、δy是壁面沿长度和宽度方向上的变形率，l、w是加热器的长度和宽度，k1、k2为所选弹性垫片的安全粘贴变形系数。根据绝缘需求，柔性导热垫与受热表面之间可通过固化胶粘贴一层绝缘膜。所述薄膜加热器为聚酰亚胺薄膜、康铜电阻丝的薄膜型加热器,薄膜厚度为0.3-0.5mm。所述柔性导热垫选用硅橡胶导热垫，其k1、k2取1-1.5。所述固化胶为黏贴剂，可选用gd414-c单组份室温硫化硅橡胶。所述绝缘膜为非导电的绝缘薄膜，可选用聚酰亚胺薄膜。

实施例

如图1所示，一种基于薄膜型加热器的热控方法，从上往下依次通过固化胶1将薄膜型加热器2、柔性导热垫3、绝缘膜4和气瓶壁面5粘合；所述柔性导热垫是为具有弹性的高导热系数垫片；所述固化胶是黏贴剂，用于粘贴加热器和气瓶壁面，可选用gd414-c单组份环氧硅橡胶。所述绝缘膜是非导电的绝缘薄膜，可选用聚酰亚胺薄膜。

图2是某卫星气瓶充气过程中，气瓶壁面、直接黏贴和加柔性导热垫电加热器的应变变化数据。根据数据可知，柔性导热垫加热器的应变量远远小于直接粘结到壁面的加热器应变量。采用本发明所述的薄膜型加热器粘贴方法，可以有效控制壁面传递到加热器上的变形量，避免加热器损坏。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于薄膜型加热器的热控方法，通过固化胶将薄膜型加热器粘贴在柔性导热垫上，然后将柔性导热垫的下底面通过固化胶与受热表面相连；所述柔性导热垫是为具有弹性的高导热系数垫片，其厚度满足公式h＝Max(k1L)ΔX,k2wΔy)，其中，Δx、Δy是壁面沿长度和宽度方向上的变形率，L、W是加热器的长度和宽度，k1、k2为所选弹性垫片的安全粘贴变形系数，根据绝缘需求，柔性导热垫与受热表面之间可通过固化胶粘贴一层绝缘膜。本发明可解决热胀冷缩、充放高压容器伸缩等原因导致的壁面上粘贴的薄膜型加热器形变问题，避免加热器断裂损坏。

技术研发人员：刘炜葳;陈彬彬;杨剑;付鑫;康奥峰;程梅苏;江世臣;胡炳亭;王彦;翟载腾
受保护的技术使用者：上海卫星工程研究所
技术研发日：2018.06.28
技术公布日：2018.12.07