高精度梯度控温系统应用研究

为满足某型号航天产品热真空试验中梯度控温需求,设计了一套高精度梯度控温系统.系统由热沉、加热器及配套的控温系统等组成,可实现载荷等产品梯度控温需求,控温精度可达±0.2℃.本文介绍了该系统控温结构的设计、温控结构框架、PID控温原理.采用该系统对产品分区进行梯度控温试验,试验中系统运行稳定可靠,结果表明该系统满足产品分...     

面源红外定标黑体控温热分析

红外定标黑体是红外遥感探测器进行红外定标试验的关键设备,黑体的温度控制精度和温度均匀性是定标黑体能否满足试验需求的关键。针对某设备所采用黑体的独特结构和液氮制冷控温结构进行了热分析,证明所采用的控温结构和方法能够满足黑体控温要求。     

大面阵红外探测器冷平台仿真设计与试验

随着线列红外探测器面阵规模越来越大,传统的制冷机与红外探测器单点连接的耦合方式已经无法满足红外探测器芯片温度均匀性的要求.本文对某型号大面阵红外探测器冷平台及其辅助支撑、柔性冷链进行了相关的结构设计、仿真分析与试验验证,设计的冷平台在正弦和随机振动时变形量小,温度均匀性不大于0.919 K,可以满足大面阵红外探测器的工...     

热真空试验设备控温热沉设计分析

为满足某型号航天产品的热真空试验要求,设计了专用的控温热沉,由热沉、加热器及配套的控温系统等组成。本文简述了某型号专用控温热沉的设计,并对该结构进行了仿真分析验证,分析结果表明,产品发热量为200W时,空间温度最高可高于+120℃,热沉本体低温可低于-180℃,具备温控条件。温控系统采用PID自适应调节,使用结果表明,能将空间温度度在(-180^+120)℃可控,控温精度可达±0.5℃,满足试验要求。     

H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源的研制

对中国计量科学研究院研制的温度范围覆盖-93~220℃的H500型红外遥感定标高精度真空黑体辐射源进行了介绍。采用圆柱圆锥黑体腔和双层4段PID控温,在真空低背景(液氮冷却)环境下对该黑体进行了性能测试,在大气室温环境下,利用控制环境辐射反射比发射率测量方法测量了黑体空腔发射率和利用红外标准辐射温度计测量空腔底部温度均匀性等指标。实验结果表明,该黑体辐射源升温速率为1℃/min下,控制到温度点的稳定时间优于50 min,并且10 min内的温度稳定性在0.01℃以内;黑体温度设置在20℃、30℃和50℃下空腔发射率的测量结果分别为0.9965、0.9966和0.9963;其黑体底部温度均匀性优于0.03℃;在整个温度区域内扩展不确定度优于0.1℃(k=2)。     

应用于标准光电高温计的多点控温系统设计

为满足精密测温需求,解决标准光电高温计测温结果易受环境温度影响的问题,设计多点控温系统,该系统通过多点布控的方式实现内层壳体整体控温,应用薄膜加热片作为控温元件,并采用自主设计的控温电路。开展试验对该系统的控温稳定性、重复性以及标准光电的测温稳定性进行了验证,结果表明多点控温系统稳定后2.5 h波动0.09℃,三天控温重复性0.1℃。室温环境下,应用标准光电高温计测试银固定点黑体辐射源,使用多点控温系统与不使用多点控温系统时的测温波动分别为0.1℃和0.7℃。本文研制的标准光电高温计多点控温系统具有稳定性好、体积小、重量轻、易于控制等优点,能够有效满足标准光电高温计的精密测温需求,为促进国产精密测温仪器的性能提升起到推动作用。     

微型计算机在真空热处理炉控温系统中的应用

真空热处理炉温度控制精度的高低直接影响热处理质量。随着科学技术的发展,对真空热处理设备提出了控温精度高、操作简便可靠,能实现自动控温和程序控温等要求。 1977年我厂炉子设计小组设计了第一台65千瓦单室真空淬火炉,温度控制由感温元件,控温仪表XCT—191,可控硅触发器 ZK—50及一些保护元件组成闭环自动控温系统。方框图见图1 炉温的控制精度为0.2%,控温能手动,也能自动,但不能实现二个温度拐点以上的程序控温。针对以上存在问题,1981年我们设计了双室真空淬火炉,把控温仪表XCT—191和 Z K—50换成 DWT—702精密温度控制仪,再配…     

航天器防污染真空试验设备

提出一种专用型航天器防污染真空除气罐,即基于真空烘烤除气及黑体加热技术,实现污染物控制及复杂形状航天器高精度控温.通过试验及气相色谱质谱连用测试仪验证,该真空除气罐可有效控制试验过程中的污染物,且实现了航天器污染控制试验高通用性及自适应性.     

智能温控技术在航天器部件常压高低温试验中的应用

在航天器部件常压热试验中,当试验间环境温度变化时,就会引起部件关键部位不能正常运行。通过对转移机构进行热计算与控温系统的热设计,采用PID控制方式实现了在常压高低温试验中对产品关键部位的智能热控,满足了产品控温精度要求。最后介绍了智能热控技术在常压高低温试验工况中的应用,对后续型号实验具有借鉴和指导意义。     

大面阵探测器与斯特林制冷机热耦合结构仿真设计与实验

随着空间红外探测器向大面阵和长线阵列方向发展,探测器的低温平台难以被制冷机直接冷却,传统的单点热耦合方式也无法满足低温阵列的温度均匀性要求.提出一种新型的大面阵探测器与斯特林制冷机之间的桥板式热耦合结构,利用Workbench软件对耦合结构的温度分布进行了仿真分析,并进行实验验证.结果表明:冷平台的温度均匀性达到0.2...     

空调客车内温度控制系统仿真研究

分别采用模糊控制方法与常规PID控制方法，对空调客车内温度控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明，PID控制能消除稳态误差，但超调大，过渡时间长，在工况变化较小的情况下，能满足一定的控温要求；对于对象延迟、工况变化较大的场合，模糊控制能实时跟踪空调工况变化，较快地达到控温目标值，节能率高，综合控制效果比PID要好。     

变浓度热泵实验系统自动控制研究

结合变浓度系统中的温度控制要求,对实验系统自动控制方案进行设计,并对控温程序采用LabVIEW7.0进行了编写.在软件设计的基础上进行了PID参数自整定调试及控温实验等.实验结果表明,冷凝器进水温度能准确地控制在设定温度的±0.1 ℃以内,蒸发器出口温度控制在设定温度的±0.3 ℃以内,从一个工况到另一个工况的过渡时间不大于15 min.控制程序可以较好地满足实验要求.     

大口径高发射率面型黑体辐射源的研制

黑体辐射源作为定标标准器,在红外测量设备的辐射定标中具有重要作用。为应对大口径红外测量设备的辐射定标工作需求,设计了1台辐射面积为400mm×400mm的面型黑体辐射源。采用多路控温和连接固定冷源的方式对黑体进行温度控制;通过热仿真确定合适的传热模型,同时结合高发射率涂层工艺与辐射面的结构设计使黑体具备高发射率,辐射面有效发射率可达到0.992;在真空环境下,利用标准铂电阻温度计测量得到黑体辐射面源的温度均匀性偏差最大为0.101K,稳定性平均值为0.018K/10min,该黑体辐射光源能够满足现阶段大口径红外测量设备的使用需求。     

一种外循环式温度恒温箱设计

现阶段,微小压力一般采用流体压强原理来进行测量,其中流体多采用水介质。测量中环境温度对水的密度有很大影响,进而对测量结果产生很大影响。本文从温度技术参数方面介绍了一种基于水介质外循环控温的恒温箱的设计,用于满足微压计量中对环境温度的要求。通过PID控温、温度控制箱体与外循环恒温水槽分离式结构设计,降低了温度控制箱内温度的瞬时波动,提高了温度的稳定性。经过试验验证,该恒温箱的温度均匀度能够达到0. 1℃,15h内温度波动优于0. 1℃,可以满足微压力测量中对环境温度的严苛要求。     

模糊PID控制策略在真空热处理炉中的应用

本文阐述了真空热处理炉的温度控制策略,针对热处理炉炉温的控制常采用单一控制策略存在控温精度低、跟随性能差、系统超调高等缺点,提出了基于真空热处理炉温度控制器运行状态的分段式复合控制策略,并针对大误差运行模式下采用包含自适应装置的模糊PID控制策略进行较为详细的解析,通过MATLAB/SIMULINK仿真,验证了模糊PID控制策略在真空热处理炉温度控制方面的有效性及优越性。     

100～400K真空红外亮温标准黑体辐射源研制

介绍了中国计量科学研究院研制的100~400K真空红外亮温标准黑体辐射源的工作原理、结构、性能测试方法及测试结果。黑体辐射源通过液氮制冷与3温区控制实现了100~400K范围内的温度控制。在真空环境下,测试了其在温度范围100~400K轴向温度均匀性、底部温度稳定性等技术指标,结果表明均匀性优于0.120K,控温稳定性优于0.020K/20min;在室温大气环境下,利用基于控制环境辐射的发射率测量方法测量了黑体空腔发射率,空腔法向发射率为0.9998。采用基于蒙特卡罗黑体发射率仿真计算方法分析轴向温度均匀性对空腔发射率的影响,分析了标准黑体辐射源的不确定度来源,在8~16 μm波长亮度温度的合成标准不确定度优于0.030K。     

高温黑体辐射源的性能考核

正一、引言本文就检定辐射温度计的主要设备高温黑体辐射源的性能进行了考核,以广州日奇电子有限公司生产的R-1600球型腔黑体源为例,详细介绍了考核黑体辐射源各整百度点的控温稳定性、均匀性和校准重复性的实验过程,总结、归纳和分析了实验。二、高温黑体辐射源各整百度点控温稳定性考核实验通常辐射源的控温稳定性是指"辐射源在稳定下,10min内温度测量值的最大值与最小值之差,其测温间隔为1min"。将高温黑体辐射源从800℃开始,按     

铯、钠热管标准黑体辐射源研制及性能评价

介绍了中国计量科学研究院研制的270～1 000 ℃标准黑体辐射源,其中包括270～600 ℃铯热管黑体源和500～1 000 ℃钠热管黑体源、温度标准器和数据采集系统。对铯、钠热管标准黑体辐射源进行性能测试,包括三段控温管式炉温场均匀性,黑体辐射源控温稳定性,黑体空腔轴向温度均匀性,黑体空腔口部辐射温度均匀性和热管测温孔内温度均匀性等。铯、钠热管标准黑体辐射源在整个温度区域内合成标准不确定度为0.09～0.13 ℃（k=2）。     

真空热处理设备PLC温控系统设计

真空热处理设备应用越来越广泛,一般都需要外购温控表控制温度。本文设计了PLC温控系统,在设备自带PLC中利用PID模块设计控温系统,无需外购温控表,大大减少设备成本并降低故障发生。同时,把温控程序与真空设备原有程序放在一个软件系统里编程,可减少通讯线路,系统运行稳定,反应迅速。     

红外高光谱大气探测仪星载固定点黑体辐射源的研制

介绍了中国计量科学研究院为风云三号05星红外高光谱大气探测仪研制的微型镓固定点星载黑体辐射源。设计了黑体辐射源空腔,其有效发射率优于0.997。针对星载固定点黑体辐射源的结构设计和性能测试展开了研究:星载固定点黑体辐射源17 ℃的温度均匀性仿真结果优于0.01℃;黑体辐射源在真空下均匀性优于0.02 ℃,稳定性优于0.002 ℃(90 min内);在通过满足航天应用的力学冲击等实验后,镓固定点的复现性优于0.03 ℃;微型固定点相变温坪复现实验加热功率与拐点值之间存在较好的线性关系。