一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法与流程

技术特征：

1.一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于步骤如下：

(1)在捷联式海洋重力仪本体以及箱体内壁上沿周向均匀分布加温片，在箱体外表面敷设一层隔热材料，隔热材料与箱体侧壁之间设计有多条风道，在箱体上盖和下盖上分别布置多个风扇；

(2)对捷联式海洋重力仪进行三维建模；

(3)根据捷联式海洋重力仪中发热元器件的功率确定热源参数，设定外界环境温度、模型中不同材料的热参数和辐射系数，设计各个加温片的功率和风扇的风量参数，在有限元分析软件中利用目标驱动优化方法根据上述参数对捷联式海洋重力仪三维模型进行温度仿真分析，得到本体温度场响应曲面；

(4)根据本体温度场响应曲面确定加温片功率和风扇风量参数对捷联式海洋重力仪本体温度的影响规律趋势；根据捷联式海洋重力仪传感器的最佳工作温度范围和步骤(3)得到的本体温度场响应曲面以及海洋重力测量的外界环境温度范围，确定本体稳定工作温度和不同外界环境温度下每个加温片的功率和每个风扇的风量；

(5)构建捷联式海洋重力仪实物模型，其材料的热参数和辐射系数与步骤(3)相同，在高低温箱中实现所要求的外界环境温度，根据仿真分析结果对加温片功率和风扇风量进行设置，进行实物温度试验，得到本体温度；

(6)如果本体温度为步骤(4)确定的稳定工作温度，则根据外界环境温度按照步骤(4)确定的加温片功率和风扇风量对重力仪进行热设计；否则，根据加温片功率和风扇风量参数对重力仪本体温度的影响规律趋势对每个加温片的功率和每个风扇的风量进行微调，使本体温度达到步骤(4)确定的稳定工作温度，利用此时每个加温片的功率和每个风扇的风量对重力仪进行热设计。

2.根据权利要求1所述的一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于：所述步骤(3)中在有限元分析软件中对捷联式海洋重力仪三维模型进行仿真分析时，网格模型采用六面体和四面体的实体混合模型，网格大小控制在5mm-7mm。

3.根据权利要求1所述的一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于：所述步骤(4)中确定不同外界环境温度下每个加温片功率和每个风扇风量的方法为：

(3.1)根据本体稳定工作温度和本体温度场响应曲面确定不同环境温度下每个加温片功率范围和每个风扇风量范围；

(3.2)每个加温片的功率p按照下式计算：

其中p₁、p₂分别为该加温片功率范围的中间值；

每个风扇的风量f按照下式计算：

f₁、f₂为该风扇风量范围的中间值。

4.根据权利要求1所述的一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于：所述保温材料采用聚氨酯泡沫，导热系数0.02，厚度为8mm-15mm。

5.根据权利要求1所述的一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于：所述箱体上盖上的风扇沿上盖中心对称，且靠近上盖的边缘；箱体下盖上的风扇沿下盖中心对称，且靠近下盖的边缘，所述风扇放置方式满足风道下进风、上吸风。

6.根据权利要求5所述的一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于：所述加温片均匀布置在本体和箱体上，保证本体和箱体温度快速均匀扩散。