本发明涉及为载人航天器正样器件环境防护领域，具体涉及一种用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法。
背景技术：
载人航天器内由于航天员呼吸和体表蒸发等过程会不断向舱内大气环境释放水蒸汽，同时气体净化装置吸收航天员产生的co2气体过程中也会因化学反应生成一定量的水分，并以水蒸汽的形式散失到密封舱内的大气中。另一方面，由于冷凝干燥组件额工作，会将空气中的水蒸汽不断冷凝成液态水进行收集，最终水蒸汽在密封舱内达到一个平衡状态，并对应一个平衡温度，即露点温度。
在低温工况，当飞船密封舱内器件表面温度温度低于露点温度时，就会在器件表面结露。在轨微重力条件下，随着结露过程的持续，液滴会在器件表面不断聚集并最终形成一层覆水层。当液滴或覆水层接触到器件表面接缝、螺钉孔、接插件连接处等部位，液态水因毛细力的作用进入到器件内部，可能影响到器件电路部分并造成短路或意外接通等故障，对器件工作和飞船安全造成损害。为防止器件表面结露造成的上述损害，可对器件表面采取一定的抗结露处理措施。
为模拟载人航天器内器件表面结露的环境，考核器件在结露环境下正常工作的能力，验证器件表面抗结露处理措施的效果，需设计一套器件抗结露环境性能模拟试验方法。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于解决上述问题，提供一种用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法。
为实现上述目的，本发明提供一种用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法，包括以下步骤：
a.对器件表面进行抗结露处理；
b.记录器件在正常环境中、通电正常工作状态下的性能参数；
c.将器件置于结露环境中；
d.对结露环境中的所述器件通电，监测并记录所述器件在结露环境中通电状态下的性能参数。
根据本发明的一个方面，在所述a步骤中，所述抗结露处理为在所述器件表面包覆水汽隔离层或在单独的器件上或者至少两个器件相互连接贴靠表面之间填充水汽隔离材料，使所述器件表面抗水汽渗入。
根据本发明的一个方面，在所述c步骤中，通过喷洒水雾使所述器件表面结露，将表面结露的所述器件置于经喷洒水雾结露的透明密闭容器中形成所述结露环境。
根据本发明的一个方面，通过喷洒水雾使所述器件的全部表面均匀结露，尤其使所述器件与其他器件相连部位表面均匀结露。
根据本发明的一个方面，在所述c步骤中，将所述器件直接置于结露试验箱中。
根据本发明的一个方面，在所述d步骤中，持续或间隔通电。
根据本发明的一个方面，在所述d步骤中，连续或者间隔监测并记录所述器件的性能参数。
根据本发明的一个方面，在所述d步骤中，至少每天进行一次或者在十天以内进行一次监测和记录所述器件的性能参数。
根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法，可以有效地验证器件在结露环境中的工作状态和工作性能，在测试周期完成以后，可以了解到器件的性能变化，根据性能变化便可以及时地做出改进和调整，这样可以保证器件装载于航天器以后上行在轨工作时的工作效率和工作的可靠性，保证航天器和航天员的安全。而且根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法简单有效，测试成本低，测试结果准确可信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性表示根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法流程图；
图2示意性表示根据本发明的测试器件处于透明密闭容器中参加测试的原理图；
图3示意性表示利用本发明的模拟测试方法预先对测试器件进行喷洒水雾的效果图；
图4示意性表示利用本发明的模拟测试方法预先对测试器件进行喷洒水雾的效果图；
图5示意性表示喷洒水雾后的器件处于喷洒水雾后的透明密闭容器中的效果图；
图6示意性表示测试设备监测器件时显示的性能参数的效果图；
图7示意性表示测试设备监测器件时记录的性能参数的效果图。
具体实施方式
此说明书实施方式的描述应与相应的附图相结合，附图应作为完整的说明书的一部分。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，附图中各结构的部分将以分别描述进行说明，值得注意的是，附图中未示出或未通过文字进行说明的元件，为所属技术领域中的普通技术人员所知的形式。
此处实施例的描述，有关方向和方位的任何参考，均仅是为了便于描述，而不能理解为对本发明保护范围的任何限制。以下对于优选实施方式的说明会涉及到特征的组合，这些特征可能独立存在或者组合存在，本发明并不特别地限定于优选的实施方式。本发明的范围由权利要求书所界定。
图1示意性表示根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法流程图。
如图1所示，根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法，包括以下步骤：
a.对器件表面进行抗结露处理；
b.记录器件在正常环境中、通电正常工作状态下的性能参数；
c.将器件置于结露环境中；
d.对结露环境中的所述器件通电，监测并记录所述器件在结露环境中通电状态下的性能参数。
在本发明的上述a步骤中，抗结露处理为在航天器密封舱的器件表面包覆水汽隔离层或者在单独的器件上或者至少两个器件相互连接贴靠表面之间填充水汽隔离材料，使器件表面抗水汽渗入。在本发明中，在器件表面包覆的水汽隔离层可由条带状水汽隔离封闭带构成，也可以由连续延展的片状水汽隔离封闭片构成。当然还可以由其他的密封结构层来构成水汽隔离层，只要能够有效地安装在器件的外表面并且能够起到应有的防水作用就满足要求。在本发明中，对器件表面的抗结露处理需要参照相应的器件装载于航天器密封舱内上行并且在轨工作时的实施状态，所以测试器件的表面抗结露处理不能超过上述处于在轨工作时的器件的实施状态。即测试器件的表面处理需要切合实际，符合航天时的实施状态，不能超出航天时对器件的实际要求和实施状态，否则会影响测试结果的真实性和有效性。
根据本发明的一种实施方式，水汽隔离层采用上述条带状水汽隔离封闭带时，条带状水汽隔离封闭带可以采用橡胶类合成高分子防水卷材，例如3m胶带等橡胶卷材。利用3m胶带缠绕器件的外表面，缠绕过程中3m胶带需要自身形成相互叠置地缠绕，即上层和下层胶带之间具有重叠部位。
根据本发明的另一种实施方式，水汽隔离层采用上述水汽隔离封闭片时，水汽隔离封闭片可以采用树脂类防水材料或者刚性防水材料等。在对于器件的平面或者弯折度不高的部位，可以采用硬度相对较高的刚性防水材料对器件进行包覆封闭。刚性防水材料可以直接贴附器件表面形成水汽隔离层，对器件上敏感水汽部分进行有效地包覆和保护。使得器件上较为平整的表面上的抗结露效果有效提高。
在对于器件的弯折度较高的部位，可以采用树脂类防水卷材对器件进行包覆封闭，例如热塑性聚烯烃、聚氯乙烯卷材和聚乙烯丙纶双面复合卷材等等树脂卷材。这种树脂卷材的延展性能好、拉伸强度大、使用寿命长。将其弯折并围绕包覆于器件的表面，可以形成具有很好的抗结露效果的水汽隔离层。在利用上述水汽隔离封闭片，例如树脂类防水卷材，对器件进行包覆时，利用其边缘与器件的边缘或者封闭片在器件上的另一边缘相互密封固定连接，使得封闭片与器件之间或者封闭片自身形成了一个封闭的抗结露环境或者抗结露套体，使得器件可以被封闭在抗结露环境中，免受水汽的侵蚀，这样可以保证器件的正常工作和使用。利用水汽隔离封闭片时不需要叠置缠绕器件的外表面，其表面积大，可以直接覆盖器件，使得包覆器件更加便捷，且密封防水效果符合要求。
根据上述对器件表面进行抗结露处理的方法，使得器件具备很好的抗水汽侵入的能力，这样当器件处于高湿环境中时，就可以长时间正常工作，提高工作寿命。
在上述b步骤中，对器件的表面进行上述抗结露处理以后，对器件进行初步通电或者初步运行，此初步通电或者运行是在正常环境中完成的，正常环境即是温度和湿度等均衡的大气环境，是人们日常的生活和工作的环境。为器件通电以后，记录器件在通电状态下或者通电正常工作状态下的性能参数，记录好以后保存，作为后续测试的比对标准。
在上述c步骤中，奖器件置于结露环境中可以由多种方法来实现。根据本发明的一种实施方式，可以通过喷洒水雾使器件表面结露，然后再将表面结露的器件置于经过喷洒水雾结露的透明密闭容器中形成结露环境。
在本实施方式中，采用诸如喷壶类器件向器件的表面喷洒水雾，通过喷洒水雾使器件的全部表面均匀结露，尤其是器件与其他器件相连部位表面均匀结露，即是让器件的表面上容易被水汽渗入的部位均匀结露。例如器件的接插件(如插座和插头)、机壳接缝、表面螺钉孔等等对结露环境敏感的部位需要被水雾重点覆盖，这样测试的效果才更真实有效。利用喷壶类器件对器件喷洒水雾以后，利用透明密闭容器将器件覆盖密闭。在本实施方式中，采用玻璃罩将器件覆盖封闭。当然，在玻璃罩密闭之前，需要向玻璃罩内喷洒足够的水雾，使玻璃罩内部形成高湿的结露环境。这样一来，就能够保证器件在测试试验期间能够保持表面始终具有液态水滴，同时保持器件周围的高湿环境。
根据本发明的另一种实施方式，将器件直接放置在结露试验箱中，例如湿热试验箱。通过对温度和湿度的设置来实现高湿的结露环境。
图2示意性表示根据本发明的测试器件处于透明密闭容器中参加测试的原理图。如图2所示，测试器件1位于透明密闭容器2中，为测试器件1供电的供电设备3和用于监测测试器件1的测试设备4位于透明容器2之外。供电设备3和测试设备4通过电缆与位于透明密闭容器2中的测试器件1电连接。此外，透明密闭容器2中还设置有用于监测透明密闭容器2中湿度的湿度计5。在本实施方式中，将透明密闭容器2罩住测试器件1之前，向测试器件1上均匀地喷洒适量的水雾凝结成水珠，然后再向透明密闭容器2中喷洒适量水雾，喷洒好水雾以后将透明密闭容器2罩住测试器件1，使得测试器件1处于高湿环境中，即处于结露环境中。通过这样的设置，便可以保证测试器件1在结露环境中能够随时进行测试。
在上述d步骤中，在针对普通的器件时，原则上在测试期间对参试器件持续通电。但对于有特殊寿命要求且在轨停靠期间不加电的器件，可以每天间隔地加电。在本发明中，至少每天进行一次监测和记录普通器件在通电状态下的性能参数。对于有特殊寿命或者要求的器件，可以在十天以内进行一次监测和记录器件在通电状态下的性能参数。此外，器件的性能参数的监测和记录频率也可视器件在轨实际工作情况确定。总的测试时长应根据所预计的实际在轨结露情况确定，原则上需覆盖在轨可能结露的总时长。在本发明方法中，无论是持续通电还是间隔通电都需要保证测试器件的表面结露情况满足要求，即器件的表面均匀地充满水珠，尤其是接插件、接缝和螺钉孔等敏感水汽的部位充满水珠。
通电状态下的测试器件通过测试设备对其各个性能进行监测。当然，在本发明中，监测和记录可以是连续监测和连续记录，也可以是间隔地监测和间隔地记录。监测和记录可以和上述通电同时发生，即为测试器件通电时，开始监测器件的性能并且将监测到的性能参数记录保存。在本发明中，记录的性能参数需要与上述正常环境中记录的性能参数作比对，然后通过分析计算来得出测试器件的性能变化的原因或者趋势，然后做出调整和改进的方法。
在本发明中，处于结露环境中的测试器件包括可以正常工作的有效器件，也包括被水汽侵入后在通电时瞬间失效的器件。在本发明中，监测有效器件时至少需要记录能够反映器件正常工作状态的性能参数，这些参数可以反映器件的正常工作情况。对于通电工作状态下有动作的器件，还需要包括器件动作时的主要性能参数。而对于上述通电时会瞬间失效的器件，需要记录其在瞬间失效的电压、电流等性能参数。
图3和图4示意性表示利用本发明的模拟测试方法预先对测试器件进行喷洒水雾的效果图。如图3所示，利用喷壶等器件对参试器件的外表面进行全方位地喷洒水雾，对器件上的接缝、连接处、接插件和螺孔等敏感水汽的部位重点喷洒水雾。如图4所示，喷洒水雾完毕后，器件的表面上具有均匀的水珠，结露效果良好。
图5示意性表示喷洒水雾后的器件处于喷洒水雾后的透明密闭容器中的效果图。如图5所示，测试器件处于透明的密闭容器中，测试器件与处于透明密闭容器外的供电设备和测试设备电连接，由供电设备为测试器件通电，然后测试设备实时监测和记录器件的性能参数。测试期间，器件的外表面上和周围环境(透明密闭容器中)充满水汽，结露环境满足需求。
图6和图7示意性表示测试设备监测器件时显示的性能参数的效果图。如图6和图7所示，测试器件在通电状态下，由测试设备对其性能参数进行监测，监测到的性能参数会及时显示在测试设备的显示屏上，监测到的性能参数也会及时地保存在测试设备中，但为了方便，可以以例如图7的方式人工地记载一些主要地性能参数，这样也可以避免翻阅测试设备中的数据库，可以更直接地了解器件的性能变化。
根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法，可以有效地验证器件在结露环境中的工作状态和工作性能，在测试周期完成以后，可以了解到器件的性能变化，根据性能变化便可以及时地做出改进和调整，这样可以保证器件装载于航天器以后上行在轨工作时的工作效率和工作的可靠性，保证航天器和航天员的安全。而且根据本发明的用于航天器密封舱内的器件抗结露环境模拟测试方法简单有效，测试成本低，测试结果准确可信。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。