一种极低磁控温系统设计方法及装置与流程

本发明涉及航天热控，特别是涉及一种极低磁控温系统设计方法及装置。

背景技术：

1、当前航天任务中使用的温度控制方法主要使用康铜类电阻丝作为加热输出组件，同时使用开环或闭环的开关或pid类温度控制控制方法，完成指定区域的温度控制。例如天琴一号使用康铜类电阻丝加热器作为控温输出组件，使用增量式pi控制方法实现了在轨10mk温度控制。

2、当前温度控制技术更多的是关注温度控制水平，然而对于高精度探测任务，如地磁场、重力场、引力波等，磁场影响不能忽略。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种极低磁控温系统设计方法及装置，本发明针对当前控温系统剩磁、感磁及励磁过强的问题提出了相应的解决方法。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种极低磁控温系统设计方法，包括：

3、s1、选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝；

4、s2、根据选择的所述加热器电阻丝，得到所述加热器电阻丝的磁场；

5、s3、根据所述加热器电阻丝的磁场，选择所述加热器电阻丝的类型；

6、s4、对所述加热器电阻丝的类型进行验证，以得到最佳的极低磁控温系统。

7、在本发明的一实施例中，步骤s1中的选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝包括：选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝的材料为锰铜。

8、在本发明的一实施例中，步骤s2中的根据选择的所述加热器电阻丝，得到所述加热器电阻丝的磁场包括：

9、所述加热器电阻丝的回路设计功率为p，通过回路的电流大小为i＝p/u，u为电池供电；

10、所述加热器电阻丝的磁场强度公式为其中，b为磁场强度，μ0为常数，r为导体到测试点之间的距离，i为导体电流。

11、在本发明的一实施例中，所述加热器电阻丝的类型包括供电电缆类型、供电电流特征。

12、在本发明的一实施例中，所述供电电缆类型采用双绞式供电电缆，包括单层双回路供电电缆或双层四回路供电电缆；所述供电电流特征采用高频交流电。

13、在本发明的一实施例中，当所述高频交流电为正弦波，用于磁场强度＜10nt的位置；当所述高频交流电为三角波，用于磁场强度＜50nt的位置；当所述高频交流电为方波，用于磁场强度值＜100nt。

14、在本发明的一实施例中，步骤s4中的对所述加热器电阻丝的类型进行验证，以得到最佳的极低磁控温系统包括：

15、s41、对所述加热器电阻丝、供电电缆进行磁通量检测，通过高频交流电供电，得到磁通量时域曲线；

16、s42、通过傅里叶变换得到频域曲线，以得到极低磁控温系统的实测剩余磁场强度。

17、在本发明的一实施例中，所述极低磁控温系统为澳门科学一号卫星。

18、本发明还提供一种极低磁控温系统设计装置，包括：

19、加热器电阻丝选择单元，用于选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝；

20、加热器电阻丝的磁场选择单元，用于根据选择的所述加热器电阻丝，得到所述加热器电阻丝的磁场；

21、加热器电阻丝的类型选择单元，用于根据所述加热器电阻丝的磁场，选择所述加热器电阻丝的类型；

22、验证单元，用于对所述加热器电阻丝的类型进行验证，以得到最佳的极低磁控温系统。

23、如上所述，本发明的一种极低磁控温系统设计方法及装置，具有以下有益效果：

24、(1)本发明的极低磁控温系统设计方法解决了控温系统在不通电时维持低感磁的能力，相对于以往常规的康铜材质加热器电阻丝，低剩磁材料加热器电阻丝可以将μt级别的感磁降低至nt级别以下。

25、(2)本发明的极低磁控温系统设计方法的加热器电阻丝重合反向的布局设计，主要针对的是加热器通电后引起的励磁，通过重合反向设计的加热器电阻丝，引导电流反向通过同一空间位置，使电流励磁自抵消，可以将mt级别的励磁降低至μt级别。

26、(3)本发明的极低磁控温系统设计方法针对的是加热器及导线在局部焊点无法做到完全重合设计时产生的局部励磁，基于交流电的零直流分量及波形在低频段的衰减特征，完成探测频段的低磁设计，该方法可以将μt级别的励磁降低至pt级别。

技术特征：

1.一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于，步骤s1中的选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝包括：选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝的材料为锰铜。

3.根据权利要求1所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于，步骤s2中的根据选择的所述加热器电阻丝，得到所述加热器电阻丝的磁场包括：

4.根据权利要求1所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于：所述加热器电阻丝的类型包括供电电缆类型、供电电流特征。

5.根据权利要求4所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于：所述供电电缆类型采用双绞式供电电缆，包括单层双回路供电电缆或双层四回路供电电缆；所述供电电流特征采用高频交流电。

6.根据权利要求5所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于：当所述高频交流电为正弦波，用于磁场强度＜10nt的位置；当所述高频交流电为三角波，用于磁场强度＜50nt的位置；当所述高频交流电为方波，用于磁场强度值＜100nt。

7.根据权利要求1所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于，步骤s4中的对所述加热器电阻丝的类型进行验证，以得到最佳的极低磁控温系统包括：

8.根据权利要求1～7任意一项所述的一种极低磁控温系统设计方法，其特征在于：所述极低磁控温系统为澳门科学一号卫星。

9.一种极低磁控温系统设计装置，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及航天热控技术领域，特别是涉及一种极低磁控温系统设计方法及装置。包括：选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝；根据选择的所述加热器电阻丝，得到所述加热器电阻丝的磁场；根据所述加热器电阻丝的磁场，选择所述加热器电阻丝的类型；对所述加热器电阻丝的类型进行验证，以得到最佳的极低磁控温系统。选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝包括：选择所述极低磁控温系统的加热器电阻丝的材料为锰铜。本发明的极低磁控温系统设计方法解决了控温系统在不通电时维持低感磁的能力，相对于以往常规的康铜材质加热器电阻丝，低剩磁材料加热器电阻丝可以将μT级别的感磁降低至nT级别以下。

技术研发人员：魏然,范庆梅,赵欣,易桦,童叶龙,孙腾飞,党昊,宋云飞,杨昌鹏,高宇纯
受保护的技术使用者：北京空间飞行器总体设计部
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11