灵巧视频卫星推进系统的热控制

为了预示灵巧视频卫星推进系统的在轨温度,解决低加热功耗推进系统的保温问题,对其推进系统进行了热控设计.首先,通过合理分配有限的功耗对推进系统进行了主动热控设计,利用帆板温度、包覆多层等方法对其进行了有效的被动热控设计.接着,建立热分析模型,对热分析参数进行了确定,利用热分析软件对模型进行了仿真,结果表明,各测温点温度在12～23℃之间,满足设计要求.最后,对推进系统在整星条件下进行了热平衡试验,试验结果表明:推进系统各主要测点温度在10～21℃之间,与分析结果基本一致.在轨仿真与试验所得数据验证了热设计的正确性.     

太阳辐射监测仪实验自动监控软件设计

太阳辐射监测仪(SIM)是某卫星上的监测太阳总辐照度变化的高精度仪器,其测量精度是交付前重点考核的技术指标;测量精度标定实验中的测量数据需要手动控制1553B总线进行下传,手动分解提取1553B包内的数据,判断仪器的工作状态,人工处理的工作量大且易引入人为误差;另外,仪器对测量环境要求高,人为参与会影响环境的稳定,因此需要实现整个实验过程的自动监控和数据自动处理。通过分析1553B仿真卡的特点,利用VC++编写了线程监控程序,操作界面一键控制,实现了实验数据的1553B自动下传,自动接收和保存;实验表明,监控软件操作简单、运行可靠,太阳辐射监测仪重复性测量精度满足小于5‰的设计要求。     

太阳辐射计全自动跟踪转台的设计

太阳辐照度的地面测量精度除受辐射计的测量精度影响外,还受太阳跟踪转台精度的影响;为了推广不同区域太阳辐照度的测量,实现高精度地面辐照度的长期准确测量,文中结合硅光电池跟踪结构和视日运行轨迹程序跟踪方法,设计了每天能定时开关机工作,能适应有云气候的全天候、高精度、全自动控制的太阳跟踪转台,满足了该仪器用于野外观测站应用的要求;实验证明,该转台系统误差小于1‰,运行稳定,满足太阳辐照度高精度测量的要求。     

200Nms单框架控制力矩陀螺的热平衡试验

控制力矩陀螺是一种用于大型航天器的大功率惯性执行机构,其热特性不仅是影响其自身工作性能的基本因素,也是整星热控设计需要考虑的重要因素。介绍了一种200Nms单框架控制力矩陀螺的热平衡试验及其试验结果。试验样机被设置了161个内、外测温点。在多种热真空条件下,样机运行至热稳定状态后,161个测温点的温度测量数据以及样机的工作性能数据被记录下来。由试验结果获得了样机运行在不同环境温度条件下的自身温度分布情况,测试数据表明样机性能未随环境温度条件的改变而表现出明显的变化。     

基于PID调节的恒温控制系统

MEMS加速度计在温度环境变化剧烈的情况下,测量精度受到很大影响,产生漂移误差,难以满足高精度导航的需求,因此迫切需要设计一种恒温电路,使加速度计长期工作在稳定的工作环境中,研究了在恒温情况下加速度计的工作状态;针对恒温控制这一要求,设计了基于DSP2812的一种恒温控制电路,将传感器由加热电路和保温层包围,减少散热,提出了由DSP和高精度数字温度传感器TMP116相结合的软件控制系统,对PID控制进行深入研究,提出一种新的控制方式;最终输出PWM占空比、控制温度和检测温度数据,经实验测试,-40℃工作环境下,PID控制后系统超调量为1%,在两分钟内温度从57℃升温至70℃并稳定,稳定后满足温度精确控制在70±0.06℃,能够有效维持系统恒温。     

绝对辐射计参数测量的实现

绝对辐射计以入射光和电功率加热交替定标的方式来测量光辐照度,探测器对温度变化的响应速度(由时间常数确定),探测器所能检测的最小辐照度等都是绝对辐射计的重要参数,这些参数是评定探测器质量优劣的标准,也是影响绝对辐射计测量结果的重要因素。用新的电子学系统,在自测试过程中,通过加热丝的低功率加热和高功率加热两个阶段的测试,分析计算得出了探测器的时间常数、响应度、噪声、最小可探测辐照度和测量灵敏度等指标,结果表明探测器的时间常数为11.24s,响应度为3.2145×10-3,测量灵敏度为0.0700Wm-2,各参数满足绝对辐射计测量太阳辐照度的要求。     

一种轻小型遥感相机高精度主动热控设计

轻小卫星的集成化、紧凑化和小型化设计理念使得卫星散热困难,迫切需要高效率、高可靠、低成本的热控分系统,来控制卫星内部的热控过程;介绍了一种分布式测温控温装置,在航天相机的主体和镜头的温度监测中使用,可为相机主体和镜头温度控制的提供参数,通过高精度测温和PID控温,实现对相机工作环境温度实时控制,克服了传统热控方式的体积大、精度低、可靠性差缺点,非常适用于轻小型遥感相机。     

妇科术后凝血用热极探头的温度控制系统设计

设计了一种用于妇科术后凝血的热极探头的温度控制系统,系统基于MSP430F149单片机,采用铂电阻测温元件和桥式电路采集信号,同时使用分段设置PID参数的控制方法控制加热元件,实现了对热极探头的温度控制.测试实验结果表明,分段设置PID参数的控制方法不仅可靠有效,使控制精度满足要求,而且减少了调节时间、克服了由于环境温...     

核电站一回路主管道直接测温方案研究

针对核电站一回路冷却剂温度测量,国内二代核电站中均采用了旁路管线测温方案,即在主管道上引入测温旁路管线。该方案已不能适应三代核电机组的要求。在三代核电设计中,取消了旁路管线设计,采用在主管道上直接测温的方式。针对测点布置、温度计数量等进行了分析优化,并针对一回路热管段的热分层效应,创新性地提出了测温搅混管嘴的设计。该设计能有效减少热管段热分层对测量准确度的影响。通过主管道内冷却剂流场和温度场的流体力学分析,得到优化后的一回路主管道直接测温方案。核电机组的实际运行结果表明,该方案能够准确、有效地测量一回路冷却剂温度,从而保障核电机组的安全、稳定运行。     

8031在多点温度巡回检测中的应用

一、技术要求根据使用单位要求,测温元件采用BA型铂电阻,测温范围0～300℃,分辨率为0.1℃,测量精度0.5℃。温度设定有两个加热区。温度设定位3位(0～300℃),正负偏差设定值2位(0～9.9℃)4位LED数码管显示温度值,2位显示通道号。显示速率2～20秒点,连续可调,配备打印机。对三十点温度巡回检测、显示,各点均有超温显     

基于虚拟仪器的锅炉节能供热测控系统的设计

将虚拟仪器技术引入供热领域,提供一套基于NI公司PCI-6014数据采集卡、LabVIEW图形编程软件的锅炉节能供热测控系统设计方案,实现多路温度和流量信号的同步测量与控制、数据存储及回放等多种功能,提高了测控工作的效率及自动化程度。另外针对国内供热实际中概算热指标偏大系数m和散热器多装面积比L普遍偏大的情况,对供水温度调节公式进行了修正,这对于实际供热中在用户舒适度与节能之间找到一个最佳平衡点具有重要意义。     

基于LabVIEW 的比色温度测量的实现

传统的测温方法不能对高温物体进行测量,但是不同温度下物体的热辐射特性不一样,因此可以根据测量辐射光线来计算物体的温度。比色测温通过两个不同波长光的辐射强度来计算物体的温度,减小了发射率以及信号传输等因素造成的误差。采用虚拟仪器技术开发测量系统可以大大缩减开发周期,同时也可以提供良好的人机交互界面。在虚拟仪器技术平台上开发的比色测温系统不仅能对温度实行实时监控,还能够通过以太网接口接入网络,传输温度数据和控制信号。     

基于TEC和PID的恒温控制系统

量热法可用于表征放射性核素衰变热功率;基于热平衡模式的量热系统,测量过程对测试环境波动较为敏感,测量精度受环境温度影响较大,因而对环境温度稳定性要求较高;为向量热系统提供稳定的恒温测试环境,基于LabWindows/CVI虚拟仪器开发平台,以半导体制冷器(TEC)为制冷元件、Pt100型铂电阻温度传感器为测温元件、高精度数字源表作为电源、高精度数字多功能表为温度测量仪表,基于网络通讯,采用比例-积分-微分(PID)控制策略,设计开发了量热计恒温控制系统;开发完成的系统软件可实现仪表通讯、数据采集与显示、恒温控制、数据分析与存储功能;以量热系统恒温层结构材料铝锭为对象进行了恒温效果测试,测试时长48 h,远高于量热系统单位测量周期;结果显示,该恒温系统可获得±0.2℃的控温精度,满足量热测试对系统环境温度稳定性的要求。     

三轴一体IMU组件中光纤环热分析

对某型号三轴一体光纤陀螺捷联惯导系统建立有限元模型,从结构角度分析了惯性测量单元（ IMU）中光源和加速度计等发热模块对光纤环温度场分布的影响。分析研究IMU组件在22℃常温稳态下的传热规律,表明光源与加速度计等热源所产生热量将不以传导方式在箱体与 IMU台体之间传递,对流与辐射传热对IMU温度分布影响较大;光源为主要热源,是造成Y,Z轴光纤环温度分布不均匀的主要原因;加速度计发热将影响X轴光纤环温度分布。通过＋60℃高温瞬态热分析,研究光纤环在极端环境下温度变化规律,表明系统在极端环境下随着温度上升而温度梯度递减,光纤环瞬态温差增大。稳态和瞬态热分析可指导惯导系统IMU部分结构热设计的改进。     

基于多通道高精度温度检测系统的设计

恒温箱的工作环境对仪器的功能的实现具有重要的影响,多通道高精度温度检测系统是恒温箱控制的前端数据采集部分。本文介绍了一套针对精密仪器工作所需的环境特点设计的多通道(8路温度)高精度温度测量系统,该系统能对仪器工作环境进行测试分析,并能将测量结果通过RS232C传递给PC机,以便整个系统的准确控制。     

修正型平面热源法导热系数测定仪的设计

在传统的瞬态平面热源法导热系数测定仪的基础上,改进设计了新型加热与温度测量探头,研究了半无限大平面在被加热时的瞬态热传导问题,建立了平面热源法的数学修正模型,并采用数学迭代与回归分析的数据处理方法,实现了采用修正型平面热源法的导热仪对材料吸热系数和导热系数的同时测定。测试实验数据表明:仪器测量精度可达5%,测量范围为0.003～40 W/(m.K),并且可以对单试件等不具备传统瞬态平面源法测定条件的材料进行测定和试件的在线测定。     

IntelliGrow: a greenhouse component-based climate control system

A new greenhouse climate control system has been constructed with the objective of decreasing energy consumption while maintaining, or even increasing, plant production. The system is based on the use of mathematical models for estimating the absorption of irradiance, leaf photosynthesis and respiration. The model builds on a general leaf model that with a few modifications can be used for different greenhouse crops. The temperature, which was controlled according to the natural irradiance, was allowed to vary considerably more than in a standard climate. Under low light conditions, energy use was reduced because the temperature was lowered. In contrast, when irradiance is higher, the plants seem able to utilize both a higher temperature and CO₂. During nighttimes the temperature was lower than in standard climate. The thermal screens were used according to a screen simulation system. The system balances the energy costs saved via isolation against the production loss caused by the decrease in irradiance. A six-month trial of the system resulted in energy savings ranging from 8% in late spring (April–June) to 40% in early spring (March–May). During the winters 1997–98 and 1998–99 the accumulated energy savings per season varied between 20% and 38% at two different locations in Denmark.     

1000~1900 K范围内TDLAS测高温标定方法设计及实验验证

针对航空发动机对燃烧尾焰温度测试的需求，开展基于吸收光谱原理的可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)测温系统研究。在实验室环境中采用辐射升温法创造高温气体恒温区，完成温度标定系统及标定流程设计。根据TDLAS测温系统1000~1900 K温度范围的温度标定，对比分析各个温度点标定过程中信噪比的变化过程，证实了标定方法的可行性。对标定过程中信噪比恶化提出修正措施。     

分布式航天器真空热试验测控系统设计

针对航天器真空热试验对数据采集、温度控制及系统功能的要求,设计开发了一套基于LXI总线的分布式测控系统。针对目前控制系统对于温度控制系统大滞后、非线性的控制性能不佳的缺点,采用模糊自整定PID算法提升了当前控制系统的控制品质,实现了对航天器的外热流模拟与温度控制。实际运行结果表明,该系统具有可靠性高、扩展性强、控制精度高等优点,并且试验准备时间比原有系统减少一半以上,提高了试验人员的工作效率。