一种用于星外小相机的热控方法和热控装置与流程

本发明涉及一种热控方法和热控装置，特别是采用主动加热和多层包覆实现对星外短期工作设备的装置和方法。

背景技术：

微小卫星技术迅速发展使得卫星功能多样化，同时用户对卫星功能的需求也越来越多。由于部分设备安装要求，必须安装在舱外，但是星外热环境复杂，同时有太阳辐射、地球红外辐射、地球反照等多种外热流影响。当卫星运行到地球阴影区，星外设备温度会迅速降低，如果没有可靠的热控措施，设备温度会迅速超出工作温度范围，停止工作。

目前安装在星外的设备一般是相机等大型设备，设备上安装了多路加热回路进行主动控温，然而针对短期工作在星外小相机来说，若全部用多层包覆，当工作时发热量大导致温度急剧升高，如果留够散热面，当其不工作且到达地球阴影区时温度急剧下降。而且星外小相机热容较小，会受到卫星本体和表面其他设备遮挡，热控设计困难。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是：针对目前安装在星外工作的星外小相机热控设计难度大，本发明提供一种用于星外小相机的热控方法和热控装置。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：一种用于星外小相机的热控方法，包括步骤如下：

在星外小相机上喷涂黑漆，将星外小相机通过隔热垫安装在舱板上；

在星外小相机的镜头外壳上粘贴一层加热片，在镜头外壳上粘贴热敏电阻，热敏电阻包括主份热敏电阻和备份热敏电阻；

除了星外小相机的入光口和镜头在相机本体上的安装面相对的面外，将星外小相机的其他面用多层隔热层包覆。

所述隔热垫为聚酰亚胺材料隔热垫，厚度为3mm，安装在星外小相机的四个安装脚上。

所述热敏电阻类型为mf61型，数量为2个，备份热敏电阻在主份热敏电阻损坏时再使用。

所述加热片为聚酰亚胺薄膜封装的加热片，包含2个加热回路，功率各为3w；加热片通过gd414硅橡胶粘贴在星外小相机的镜头外壳，加热片的长度小于镜头周长。

所述加热片采用闭环控制，以星外小相机上粘贴的热敏电阻为测温点，控温区间为-5℃到-3℃：当热敏电阻测得的温度低于-5℃时，加热片开始工作，给星外小相机加热，当热敏电阻测得的温度高于-3℃时，加热片停止工作。

所述多层隔热层为15单元的多层材料，面向星外的最外层为1单元单面镀铝聚酰亚胺膜，最内侧为1单元双面镀铝聚酰亚胺膜；多层隔热层中间每一单元的多层材料包括一层6μm的双面镀铝聚酯膜和一层涤纶网。

一种用于星外小相机的热控装置，包括隔热垫、加热片、热敏电阻、多层隔热层；星外小相机上喷涂黑漆，星外小相机通过隔热垫安装在舱板上；加热片粘贴在星外小相机的镜头外壳上；热敏电阻粘贴在镜头外壳上，热敏电阻包括主份热敏电阻和备份热敏电阻，备份热敏电阻在主份热敏电阻损坏时再使用；加热片采用闭环控制，以星外小相机上粘贴的热敏电阻为测温点，控温区间为-5℃到-3℃：当热敏电阻测得的温度低于-5℃时，加热片开始工作，给星外小相机加热，当热敏电阻测得的温度高于-3℃时，加热片停止工作；多层隔热层包覆星外小相机的除了星外小相机的入光口和镜头在相机本体上的安装面相对的面外的其他面。

所述隔热垫为聚酰亚胺材料隔热垫，厚度为3mm，安装在星外小相机的四个安装脚上。

所述加热片为聚酰亚胺薄膜封装的加热片，包含2个加热回路，功率各为3w；加热片通过gd414硅橡胶粘贴在星外小相机的镜头外壳，加热片的长度小于镜头周长。

所述多层隔热层为15单元的多层材料，面向星外的最外层为1单元单面镀铝聚酰亚胺膜，最内侧为1单元双面镀铝聚酰亚胺膜；多层隔热层中间每一单元的多层材料包括一层6μm的双面镀铝聚酯膜和一层涤纶网。

本发明与现有技术相比具有的优点为：

(1)本发明所提供的用于星外小相机的热控方法，使用了主动热控和被动热控相结合的方法，实现了对星外小热容设备的热控。

(2)本发明以设备本体为散热面，设计了小相机的散热途径，并设计了主动加热回路，可保证小相机温度不会低于工作指标。

(3)本发明在小相机表面除散热面区域外包覆了多层隔热层，将小相机与热流变化复杂的外界太空环境隔开。

附图说明

附图1是用于星外小相机的热控装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

一种用于星外小相机的热控方法，如图1所示，包括如下步骤：

将星外小相机通过隔热垫4与舱板安装，在星外小相机的镜头上粘贴一层加热片2，加热片2是通过gd414硅橡胶粘贴，加热片2的尺寸略小于镜头周长，在镜头上粘贴2个热敏电阻1，分别为主份热敏电阻和备份热敏电阻。星外小相机用多层隔热层3包覆，除了星外小相机的入光口和镜头在相机本体上的安装面相对的面不包覆。其他面全部包覆多层隔热层3。

一种用于星外小相机的热控装置由图1所示的四部分组成，包括热敏电阻1，加热片2、多层隔热层3、隔热垫4。星外小相机上喷涂黑漆，星外小相机通过隔热垫4安装在舱板上；加热片2粘贴在星外小相机的镜头外壳上；热敏电阻1粘贴在镜头外壳上，热敏电阻1包括主份热敏电阻和备份热敏电阻；多层隔热层3包覆星外小相机的除了星外小相机的入光口和镜头在相机本体上的安装面相对的面外的其他面。

星外小相机由相机本体和镜头组成，相机本体和镜头外壳为金属材料，表面喷涂了黑漆。相机本体工作时发热，停止工作后不发热。

隔热垫4为聚酰亚胺材料隔热垫，厚度为3mm，安装在星外小相机的四个安装脚上，位于星外小相机和舱板之间，用来减小舱板和星外小相机之间的热量传输。

热敏电阻1类型为mf61型，数量为2个，粘贴在相机镜头的外壳上。

加热片2为聚酰亚胺薄膜封装的加热片，包含2个加热回路，功率各为3w。

加热片2采用闭环控制，以星外小相机上粘贴的热敏电阻1为测温点，控温区间为-5℃到-3℃。当热敏电阻1测得的温度低于-5℃时加热片开始工作，给星外小相机加热，当热敏电阻1测得的温度高于-3℃时加热片2停止工作。

加热片2为使用gd414硅橡胶粘贴在星外小相机的镜头上。

多层隔热层3为15单元的多层材料，面向星外的最外层为1单元单面镀铝聚酰亚胺膜，最内侧为1单元双面镀铝聚酰亚胺膜。多层隔热层3中间每一单元的多层材料包括一层6μm的双面镀铝聚酯膜和一层涤纶网。

多层隔热层3根据星外小相机的外形轮廓进行裁剪，包覆在星外小相机外侧，星外小相机的镜头和机背上电缆安装面不包覆。

多层隔热层3将星外小相机与太空冷黑环境隔离开，减小星外小相机向低温的空间漏热。隔热垫4将星外小相机与安装舱板隔离开，避免舱板温度的波动引起星外小相机温度的大幅变化。星外小相机的入光口和与入光口相对的背面作为散热面裸露，将星外小相机工作时候产生的热量辐射到冷黑空间中。热敏电阻1中一个作为主份热敏电阻，另一个作为备份热敏电阻，备份热敏电阻在主份损坏时再使用。热敏电阻1中主份热敏电阻测量星外小相机的温度并传回星内的星务管理系统，如果热敏电阻1中主份热敏电阻测量的温度低于-5℃，加热片2电路接通，开始给星外小相机加热，当加热片2的温度高于-3℃时，加热片断电，停止给星外小相机加热。

本发明未详细说明部分属于本领域技术人员公知技术。