一种地面模拟系统光热环境标定装置的制作方法

本发明属于测量测试，具体涉及一种地面模拟系统光热环境标定装置。

背景技术：

1、空间目标飞行过程中，处于宇宙真空低温冷环境中，接收到的辐射环境主要包括太阳辐射、地球反射太阳光的辐射和地球背景热辐射。地面模拟系统的主要作用就是在地面模拟上述环境。

2、目前，为复现空间目标飞行过程中所受辐射环境，进行地面空间光热环境模拟时使用液氮作为热沉冷源模拟宇宙空间冷黑环境，通过太阳模拟器模拟太阳直接照射产生的入射热流，通过地球模拟器模拟地球背景红外辐射、通过反照模拟器模拟地球反照太阳辐射热流。由于地面模拟条件是在有限空间等效模拟天上无限空间，受到内场环境设备自身辐射和反射等因素的影响，地面模拟的环境条件与真实空间下目标所受的环境有所差别，造成地面模拟试验光热环境参数缺乏约束、环境对目标影响无法量化，往往达不到预期效果，需要作出改进。

技术实现思路

1、本发明提供一种地面模拟系统光热环境标定装置，目的是解决现有技术地面模拟试验光热环境参数缺乏约束、环境对目标影响无法量化的问题。

2、本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

3、一种地面模拟系统光热环境标定装置，包括线缆、数据采集系统，其特征在于，还包括标准球、传感器、三维转台、固定工装、初温保持罩；

4、标准球、传感器、三维转台、固定工装、初温保持罩安装在真空低温容器内，数据采集系统安装在外部常温常压环境，数据采集系统与真空容器内的设备之间通过线缆连接，实现电源输送和信号传递；

5、固定工装包括竖杆和横臂，竖杆与三维转台的转动部分固定连接，且垂直于三维转台表面，横臂有两根，分别固定安装在竖杆一侧，方向与俯仰转轴平行，两根横臂与三维转台表面之间的距离差根据待测目标的尺寸以及所要标定的场的范围确定,一般位于以测试区域中心为中心点的上下等高度处；标准球有4个，沿圆周方向均布安装在与三维转台表面平行的同一平面内，通过支撑杆固定在竖杆远离三维转台的一端；竖杆、横臂、标准球上均安装有传感器。

6、作为优选方案，标准球包括钢质实心球、铝质实心球、钢质空心球、铝质空心球，目标表面处理为漫反射粗糙表面，并分别喷涂短波吸收率为0.9和红外发射率0.9的黑漆。

7、作为优选方案，竖杆、横臂、支撑杆均采用分体式结构，包括主体部分和盖板，主体部分开设线槽，盖板与主体部分之间可拆卸连接。

8、作为优选方案，固定工装的竖杆高度为2000mm，横臂固定在竖杆的不同侧，两根横臂分别安装在距离竖杆上下500mm的位置。

9、作为优选方案，竖杆和横臂上安装的传感器为成对安装的不同谱段的热流计。

10、作为优选方案，热流计采用采用薄膜式热流计，包括谱段响应范围0.3～50μm的ts系列测量全辐射热流和谱段响应范围0.3～4μm的ss系列测量阳光辐射两种。

11、作为优选方案，标准球表面安装的传感器为温度计。

12、作为优选方案，温度计采用铜—康铜热电偶，温度测量范围为-200℃～+200℃，测温精度优于±0.5℃，通过安装在容器测试法兰上的cx2－55接插件进行穿舱连接。

13、作为优选方案，初温保持罩内部贴有加热片，采用主动控温的方式，在真空低温环境建立过程中，维持目标初始温度，模拟空间目标刚进入宇宙空间时的温度状态，空间环境建立完成后，自动从试验件表面解锁脱离，并收至设定位置。

14、本发明所取得的有益技术效果是：

15、地面模拟系统光热环境标定装置有两种状态和两种工作模式，切换方便，功能齐全，运行高效可靠。用于进行地面模拟系统光热环境测量与标定，可在一次试验内方便地获得地面模拟系统光热环境分布特性以及典型目标响应变化规律，能够解决现有地面模拟试验标定测量多次试验，环境辐射量测量结果与目标特性响应结果不能有效结合，地面光热环境模拟参数缺乏约束、环境对目标影响无法量化等问题,具有突出的实质性特点和显著的进步。

技术特征：

1.一种地面模拟系统光热环境标定装置，包括线缆(6)、数据采集系统(7)，其特征在于，还包括标准球(1)、传感器(2)、三维转台(3)、固定工装(4)、初温保持罩(5)；

2.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述标准球(1)包括钢质实心球、铝质实心球、钢质空心球、铝质空心球，目标表面处理为漫反射粗糙表面，并分别喷涂短波吸收率为0.9和红外发射率0.9的黑漆。

3.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述竖杆、横臂、支撑杆均采用分体式结构，包括主体部分和盖板，所述主体部分开设线槽，盖板与主体部分之间可拆卸连接。

4.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述固定工装(4)的竖杆高度为2000mm，横臂固定在竖杆的不同侧，两根横臂分别安装在距离竖杆上下500mm的位置。

5.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述竖杆和横臂上安装的传感器(2)为成对安装的不同谱段的热流计。

6.根据权利要求5所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述热流计采用采用薄膜式热流计，包括谱段响应范围0.3～50μm的ts系列测量全辐射热流和谱段响应范围0.3～4μm的ss系列测量阳光辐射两种。

7.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述标准球(1)表面安装的传感器(2)为温度计。

8.根据权利要求7所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述温度计采用铜—康铜热电偶，温度测量范围为-200℃～+200℃，测温精度优于±0.5℃，通过安装在容器测试法兰上的cx2－55接插件进行穿舱连接。

9.根据权利要求1所述的地面模拟系统光热环境标定装置，其特征在于，所述初温保持罩(5)内部贴有加热片，采用主动控温的方式，在真空低温环境建立过程中，维持目标初始温度，模拟空间目标刚进入宇宙空间时的温度状态，空间环境建立完成后，自动从试验件表面解锁脱离，并收至设定位置。

技术总结本发明提出一种地面模拟系统光热环境标定装置，属于测量测试技术领域，包括线缆、数据采集系统、标准球、固定工装、转台、传感器、初温保持罩；标准球、初温保持罩、固定工装、转台、传感器安装在地面模拟系统内，数据采集系统与真空容器内的设备之间通过线缆连接；固定工装包括竖杆、横臂，竖杆与转台的转动部分固定连接，且垂直于转台表面，横臂有两根，分别固定安装在竖杆上下两侧；标准球有4个，沿圆周方向均布安装在与转台表面平行的同一平面内，通过支撑杆固定在竖杆远离转台的一端；竖杆、横臂安装有不同谱段的热流传感器，标准球上装有温度传感器。本发明解决了现有技术环境辐射量测量结果与目标特性响应结果不能有效结合的问题。技术研发人员：蔡雯琳,薛莲,高路,孟刚,刘佳琪,刘鑫,陆伟,朱紫辉,李建华,薛峰,张涵,李志峰,高欣浩受保护的技术使用者：北京航天长征飞行器研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/25