一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置制造方法

一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置，包括环路热管、集热板、冷板、半导体制冷器阵列、热管式风冷散热器阵列、温控器、温度传感器以及电源，环路热管包括蒸发器、冷凝器和管路，蒸发器和冷凝器通过管路连接；环路热管的蒸发器安装在集热板的两块平板之间，冷板为平板，环路热管的冷凝器安装在冷板的下表面，冷板的上表面与半导体制冷器阵列的冷面导热安装，半导体制冷器阵列的热面上安装有热管式风冷散热器阵列；温度传感器布置在冷板上，温度传感器电连接于温控器；电源通过温控器为半导体制冷器阵列以及热管式风冷散热器阵列供电。本发明有效的排除了振动、气流扰动等对光学遥感器测试的不利影响，且不产生任何污染。
【专利说明】一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控温装置，属于光学遥感器热控制【技术领域】。

【背景技术】
[0002] 常温常压测试是空间光学遥感器研制、遥感卫星总装测试阶段的重要环节，要求 在稳定的温度条件下进行。测试时，光学遥感器焦面电子学设备产生大量热量。需要进行 有效的热设计排散热量，将焦面电子设备温度控制在合理的范围内，减小温度波动，为测试 提供良好的温度环境。现有技术主要有两种：第一种，采用强迫风冷散热技术，将热量直接 排向空气环境，缺点有两条，一是由此带来的气流扰动对遥感器测试造成不利影响，二是不 能提供冷源，无法满足遥感器敏感元件局部低温工作要求；第二种，采用工业制冷机对遥感 器焦面电子学设备散热，虽然可以克服第一种方法的缺点，但其缺点为：一是工业制冷机外 循环回路为非密封回路，载冷剂工质存在泄漏风险，一旦泄漏会造成遥感器敏感元件和卫 星其他零部件的污染，二是工业制冷机工作时产生的振动会对光学遥感器、遥感卫星测试 工作造成不利影响。


【发明内容】

[0003] 本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种空间光学遥感器常温 常压测试用控温装置，该控温装置无振动、无气流扰动、无污染，解决了光学遥感器大气测 试时焦面电子学设备控温问题。
[0004] 本发明的技术解决方案：一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置，用于空 间光学遥感器常温常压测试时焦面电子学设备的温度控制，包括环路热管、集热板、冷板、 半导体制冷器阵列、热管式风冷散热器阵列、温控器、温度传感器以及电源；环路热管包括 蒸发器、冷凝器和管路，蒸发器和冷凝器通过管路连接；集热板包括两块铝制平板，蒸发器 安装在集热板的两块平板之间；冷板为铝制平板，冷凝器安装在冷板的下表面，冷板的上表 面与半导体制冷器阵列的冷面导热安装，半导体制冷器阵列的热面上安装有热管式风冷散 热器阵列；温度传感器布置在冷板上，温度传感器电连接于温控器；电源通过温控器为半 导体制冷器阵列以及热管式风冷散热器阵列供电。
[0005]_所述半导体制冷器阵列由2行N列的半导体制冷器构成，热管式风冷散热器阵列 由2行N列的热管式风冷散热器构成，N为自然数，N彡lt>
[0006]在冷板的上表面和半导体制冷器阵列的冷面之间均匀填充导热硅脂，且冷板的上 表面和半导体制冷器阵列的冷面连接在一起，其中导热硅脂厚度不超过〇. lmm。
[0007] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0008] (1)本发明实现了散热零部件（冷板、半导体制冷器阵列、热管式风冷散热器阵 列）与发热零件的空间分离，有效的排除了振动、气流扰动等对光学遥感器测试的不利影 响。
[0009] (2)本发明所采用的集热板、冷板、半导体制冷器、温控器和温度传感器等均不含 液体工质，不存在泄漏问题；采用的环路热管、热管式风冷散热器中的工质均为密封设计， 泄漏可能性极低。因此不会因工质泄漏造成遥感器敏感元件和卫星其他零部件的污染。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1为本发明散热零部件连接关系示意图；
[0011] 图2为本发明控制电路原理图，其中（a)为半导体制冷器阵列和热管式风冷散热 器阵列并联的原理图，（b)为半导体制冷器阵列和热管式风冷散热器阵列串联的原理图。

【具体实施方式】
[0012] 本发明包括至少一套环路热管1、集热板2、冷板3、半导体制冷器阵列4、热管式风 冷散热器阵列5、温控器6、温度传感器7和电源8 ;其中环路热管1、集热板2、冷板3、半导 体制冷器阵列4和热管式风冷散热器阵列5为散热零部件，如图1所示为散热零部件的连 接关系示意图。环路热管1包括蒸发器11、冷凝器12和管路13组成，蒸发器11和冷凝器 12通过管路13连接，用于热量传输；集热板2包括两块铝制平板，两块铝制平板之间安装 有环路热管1的蒸发器11 ;冷板3为铝制平板，冷板3的上表面与半导体制冷器阵列4的 冷面导热安装，冷板3的下表面与环路热管1的冷凝器12集成为一体；热管式风冷散热器 阵列5安装在半导体制冷器4阵列热面上。
[0013] 其中冷板3的上表面与半导体制冷器阵列4的冷面导热安装的方式为：在冷板3 的上表面和半导体制冷器阵列4的冷面之间均匀填充导热硅脂，且冷板3的上表面和半导 体制冷器阵列4的冷面连接在一起，其中导热硅脂厚度不超过0. 1mm。
[0014] 温度传感器7布置在冷板3上（上表面或下表面均可），用于测量冷板3的温度； 半导体制冷器阵列4以及热管式风冷散热器阵列5并联连接（如图2中（a)所示）或串联 连接（如图2中（b)所示）后通过温控器6与电源8连接；温控器6电连接于温度传感器 7,接受来自温度传感器7的信号，并据此控制半导体制冷器阵列4、热管式风冷散热器阵列 5的通断。
[0015] 其中半导体制冷器阵列4、热管式风冷散热器阵列5的排列形式为2行N列。环路 热管1、热管式风冷散热器阵列5中的工质均为密封设计，N的取值根据遥感器发热功率大 小而定，至少为1。
[0016] 本发明的工作过程如下：
[0017]当空间光学遥感器进行测试时，焦面电子学设备产生的热量被集热板2收集并通 过环路热管1传输至冷板3,冷板3将热量传输至半导体制冷器阵列4的冷面。温控器6 设置开关阈值，当温度传感器7测得的温度值高于开关阈值上限值时，温控器6处于导通状 态，电源8为半导体制冷器阵列4以及热管式风冷散热器阵列5供电，半导体制冷器阵列4 以及热管式风冷散热器阵列5处于工作状态，半导体制冷器阵列4冷面将热量吸收并通过 安装在其热面上的热管式风冷散热器阵列5向环境排散。半导体制冷器4阵列冷面不断吸 热，冷板3温度下降；当温度下降至低于开关阈值下限值时，温控器 6断开，半导体制冷器阵 列4以及热管式风冷散热器阵列5停止工作，冷板3温度回升。如此往复，实现焦面电子设 备的温度控制。
[0018]本发明中根据空间光学遥感器焦面电子学设备发热功率选择半导体制冷器、热管 式风冷散热器的规格与N的取值、环路热管i的数量和规格，并根据遥感器焦面电子学设备 发热功率设计冷板3外形尺寸。
[0019]当N值过大时，可以选择多个温度传感器，每一个温度传感器对应一个温控器，每 一个温控器用于控制半导体制冷器阵列4以及热管式风冷散热器阵列5的m列，多个温度 传感器和温控器共同实现对半导体制冷器阵列4以及热管式风冷散热器阵列的控制， m小 于等于N。
[0020]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
【权利要求】
1. 一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置，用于空间光学遥感器常温常压测试 时焦面电子学设备的温度控制，其特征在于：包括环路热管（1)、集热板（2)、冷板（3)、半导 体制冷器阵列（4)、热管式风冷散热器阵列（ 5)、温控器（6)、温度传感器（7)以及电源（8); 环路热管⑴包括蒸发器（11)、冷凝器（12)和管路（13)，蒸发器（11)和冷凝器（12)通过 管路（I 3)连接；集热板（2)包括两块铝制平板，蒸发器（11)安装在集热板（2)的两块平板 之间；冷板（3)为铝制平板，冷凝器（12)安装在冷板（3)的下表面，冷板（3)的上表面与半 导体制冷器阵列（4)的冷面导热安装，半导体制冷器阵列（4)的热面上安装有热管式风冷 散热器阵列（5);温度传感器（7)布置在冷板（3)上，温度传感器（7)电连接于温控器（6); 电源（ 8)通过温控器（6)为半导体制冷器阵列（4)以及热管式风冷散热器阵列（5)供电。
2. 根据权利要求1所述的一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置，其特征在 于：所述半导体制冷器阵列（4)由2行Ν列的半导体制冷器构成，热管式风冷散热器阵列 ( 5)由2行Ν列的热管式风冷散热器构成，Ν为自然数，Ν彡1。
3·根据权利要求1所述的一种空间光学遥感器常温常压测试用控温装置，其特征在 于：在冷板（3)的上表面和半导体制冷器阵列（4)的冷面之间均匀填充导热桂脂，且冷 板（3)的上表面和半导体制冷器阵列（4)的冷面连接在一起，其中导热硅脂厚度不超过 0· lmm〇
【文档编号】G05D23/19GK104216436SQ201410407591
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】连新昊 申请人:北京空间机电研究所