紅外燈陣加熱系統的製作方法
2023-04-29 08:49:06
專利名稱：紅外燈陣加熱系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及紅外燈加熱應用技術領域，具體地，涉及一種紅外燈陣加熱系統。
背景技術：
太空飛行器在發射升空之前，必須在專門的空間環境模擬器內進行模擬空間冷黑環境的真空熱試驗，以檢驗其熱設計的合理性和考核其單機的高低溫性能。對於宇航系統的某些特殊產品，其在近地軌道承受太陽輻射、地球紅外輻射、地球反射的太陽輻射的加熱，同時還承受產品內部組件的加熱，會使產品溫度上升為較高的溫度。當產品進入地球陰影中時，由於面臨著宇宙的2 4K的冷黑背景，在極端工況下，產品內部熱源消失，沒有任何熱量來源，溫度將降低到_25°C以下。由於產品工作可能在上述的 高溫或低溫的環境背景下工作，必須在地面進行充分地測試。在地面的空間環模設備內部的真空低溫背景中，結合加熱裝置的操作，使產品溫度達到指定的溫度狀態進行測試的試驗稱為真空熱試驗。真空熱試驗中有若干高低溫循環工況，必須經歷指定次數的循環，方可完成對產品的檢驗。高溫工況時，加熱裝置的熱流密度必須足夠大，使產品溫度按照指定速率上升；在低溫工況時，停止加熱器的加熱，使產品表面對空間環模設備的熱沉散熱而降溫，此時要求加熱裝置對於產品散熱的遮擋必須足夠小。由於產品在使用時安裝在其他太空飛行器內，而試驗時是單獨進行試驗，並且產品具有多種運動機構，無法使用接觸式加熱系統。使用傳統加熱籠加熱時，不僅熱能效率低，還會使可凝揮發物汙染產品。而使用紅外加熱籠加熱無法在短時間內達到要求的1500W/m2的熱流密度，要花費大量的時間才可能使產品的溫度達到試驗要求。如中國專利「太空飛行器紅外加熱籠地面模擬試驗熱流補償方法」(申請號200910200333. 8)就是這種加熱籠，其框架用多個支撐件進行支撐，當試驗產品要進入低溫工況時，冷卻耗時長。
發明內容
針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種紅外燈陣加熱系統。本發明的設備解決了太空飛行器組件真空熱試驗升降溫過長的問題，可以有效地使低吸收率的產品可以獲得預期的升溫速率；提升了試驗精度；並進一步提高了試驗的可靠性，大大降低了試驗成本。根據本發明的一個方面，提供一種紅外燈陣加熱系統，包括試驗產品、工裝，所述試驗產品通過所述工裝固定，其特徵是，在所述試驗產品外部設置紅外燈陣。優選地，所述工裝包圍住所述試驗產品，所述紅外燈陣設置在所述工裝與所述試驗廣品之間。優選地，在所述紅外燈陣與所述工裝之間隔熱燈罩。優選地，在所述紅外燈陣面向工裝的一側設置隔熱燈罩。優選地，所述隔熱燈罩設置在所述紅外燈陣的一個或多個紅外燈上。
優選地，所述紅外燈陣與所述試驗產品之間的距離小於所述紅外燈陣與所述工裝之間的距離。優選地，所述紅外燈陣的熱流密度為1500W/m2至1700W/m2。優選地，所述隔熱燈罩在紅外燈的一側設有熱反射材料層。與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果本發明的設備解決了太空飛行器組件真空熱試驗升降溫過長的問題，可以有效地使低吸收率的產品可以獲得預期的升溫速率； 解決了太空飛行器被通過傳統方法加熱時常會出現的汙染問題；同時紅外燈與框架之間設置隔熱燈罩，避免對框架加熱而產生熱變形，提升了試驗精度；並進一步提高了試驗的可靠性，大大降低了試驗成本。
通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特徵、目的和優點將會變得更明顯圖I為本發明紅外燈陣加熱系統的結構示意圖。圖中I為試驗廣品，2為工裝,3為紅外燈,4為隔熱燈罩。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助於本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬於本發明的保護範圍。實施例參見附圖1，在對宇航系統的某些特殊產品進行試驗時，將試驗產品I通過工裝2固定，工裝2可根據試驗產品I的形狀不同而不同，在試驗產品I的外側設置紅外燈陣3，紅外燈陣3根據試驗產品I的形狀布置，使其在試驗產品表面外側呈均勻布置，紅外燈陣3通過設置在工裝2的上支撐件進行固定，當給紅外燈陣3供電後，紅外燈陣3對試驗產品I的表面均勻加熱。紅外燈陣3中的紅外燈數量和分布密度根據試驗產品I的加熱需求設定，可提供大於1500W/m2的熱流密度,最大可達1700W/m2。繼續參見附圖1，工裝2的形狀設為包圍試驗產品1，紅外燈陣3設置在工裝2與試驗產品I之間，為了降低工裝2的受熱，紅外燈陣3儘量靠近試驗產品而遠離工裝2，減少了可凝揮發物對試驗產品的汙染。並在紅外燈陣3面向工裝2的一側設置隔熱燈罩4，可以在紅外燈陣3的每一個紅外燈上設置一個隔熱燈罩，也可在多個紅外燈上設置一個隔熱燈罩4。隔熱燈罩4面向試驗產品I 一側的材料選用熱反射材料，減少隔熱燈罩4對熱能的漫反射，將熱能反射到試驗廣品I上，提聞加熱功率，同時減少對工裝2的加熱。當要對試驗產品提供高溫工況時，對紅外燈陣3通電，使其發出最高達1700W/m2的熱流密度，對試驗產品I外表面加熱使其溫度以較快的速率上升，由於存在隔熱燈罩4遮擋作用，使燈朝向工裝2的熱流被隔熱燈罩4反射給試驗產品I的表面，即降低工裝受熱，又進一步提高了紅外燈陣3給產品的加熱功率。當需要進行低溫工況時，停止對紅外燈陣3供電，由於紅外燈陣3的加熱方法相對傳統加熱手段而言，其對試驗產品的遮擋率只有25%左右，大大降低對試驗產品I的遮擋，使試驗產品I加速降溫，避免了傳統手段中漫長的降溫過程，縮短試驗時間，降低成本。以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明並不局限於上述 特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本發明的實質內容。
權利要求
1.一種紅外燈陣加熱系統，包括試驗產品、工裝，所述試驗產品通過所述工裝固定，其特徵在於，在所述試驗產品外部設置紅外燈陣。
2.根據權利要求I所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，所述工裝包圍住所述試驗產品，所述紅外燈陣設置在所述工裝與所述試驗產品之間。
3.根據權利要求I或2所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，在所述紅外燈陣背向試驗產品的一側設置隔熱燈罩。
4.根據權利要求2所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，在所述紅外燈陣面向工裝的一側設置隔熱燈罩。
5.根據權利要求3所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，所述隔熱燈罩設置在所述紅外燈陣的一個或多個紅外燈上。
6.根據權利要求3所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，所述紅外燈陣與所述試驗產品之間的距離小於所述紅外燈陣與所述工裝之間的距離。
7.根據權利要求I或2所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，所述紅外燈陣的熱流密度為 1500W/m2 至 1700W/m2。
8.根據權利要求3所述的紅外燈陣加熱系統，其特徵在於，所述隔熱燈罩在紅外燈的一側設有熱反射材料層。
全文摘要
本發明涉及一種紅外燈加熱應用技術領域的紅外燈陣加熱系統，包括試驗產品、工裝，試驗產品通過工裝固定，在試驗產品外部設置紅外燈陣；並在紅外燈陣背向試驗產品的一側設置隔熱燈罩，隔熱燈罩的反射層將漫射熱量傳遞給試驗產品。本發明的設備解決了太空飛行器組件真空熱試驗升降溫過長的問題，可以有效地使低吸收率的產品可以獲得預期的升溫速率；解決了太空飛行器被通過傳統方法加熱時常會出現的汙染問題；同時紅外燈與框架之間設置隔熱燈罩，避免對框架加熱而產生熱變形，提升了試驗精度；並進一步提高了試驗的可靠性，大大降低了試驗成本。
文檔編號B64G7/00GK102963545SQ201210438969
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月6日 優先權日2012年11月6日
發明者季琨, 彭光東, 幹昱頲, 許華俊, 劉禕 申請人:上海衛星工程研究所