本文關鍵詞：碳衛(wèi)星有效載荷熱控制技術　出處：《中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所)》2015年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：人類工業(yè)革命后,由于大量地砍伐森林和大量的化石原料被燃燒,大氣中CO2的含量迅速增加,所帶來的溫室效應越來越嚴重。此前人們對于CO2的監(jiān)測僅局限于地面。由于觀測的局限性人們對于CO2的全球演變知之甚少,因此CO2的空間監(jiān)測引起了世界各國的重視。CO2的空間監(jiān)測是通過光學儀器進行的,而溫度直接關系到光學儀器的成像質量。因此有必要對于探測儀熱控系統(tǒng)的設計進行研究。碳衛(wèi)星有效載荷,作為我國首個溫室氣體探測儀,其姿態(tài)復雜、內熱源功耗大且工作時間長,給熱設計提出了新的挑戰(zhàn)。探測儀觀測模式多,單軌姿態(tài)變化多,熱設計工況難以確定;探測儀內部的紅外探測組件有制冷機,其散熱困難,若熱設計不當將會影響整個探測儀的工作。如何利用成熟的熱控技術,解決溫室氣體探測儀的熱控難題,滿足其正常工作的熱控要求等研究內容,是本文的主要內容。論文概述了溫室氣體光學遙感器的研究現(xiàn)狀,總結了其工作特點和熱設計特點,介紹了國外溫室氣體光學遙感器的熱設計方案。對我國的碳衛(wèi)星有效載荷的結構、工作模式進行了分析,并總結了其熱控系統(tǒng)的難點、重點問題。通過對CO2探測儀和云和氣溶膠探測儀兩部分的熱光學分析,得到了兩遙感器的熱控指標,結合兩探測儀的結構將熱控指標分解至兩探測儀各個部分。在探測儀詳細熱設計部分,首先對CO2探測儀的安裝面、主體、入光口、光學元件、探測器組件、電控箱進行了詳細的熱設計,同時對云和氣溶膠探測儀的主框架、鏡頭組件、遮光罩組件、線路板組件、焦面組件論文進行了詳細熱設計。然后根據(jù)探測儀的姿態(tài)和工作模式,確定高、低溫工況,并進行分析計算,從而確定了散熱面面積和補償加熱功耗。熱分析結果表明低溫工況時CO2探測儀的光學元件溫度為18.4℃~21.8℃,探測器組件的溫度為18.5℃~25.5℃,云和氣溶膠探測儀的物鏡組件溫度為19℃~23℃,高溫工況時CO2探測儀的光學元件溫度為18.6℃~22.0℃,探測器組件的溫度為20.6℃~25.7℃,云和氣溶膠探測儀的物鏡組件溫度為19℃~23℃,滿足探測儀工作的溫度要求。此外,還針對云和氣溶膠探測儀的遮光罩進行了方案優(yōu)選。通過對于某類型的遮光罩熱分析研究,得到了其等效長徑比為1.7為最優(yōu)。再利用云和氣溶膠的遮光罩進行了試驗驗證,得到了其尋優(yōu)結果。最后本文論述了碳衛(wèi)星有效載荷的熱試驗。熱平衡試驗結果表明低溫工況CO2探測儀的主體溫度為16.4℃~19.6℃,探測器的溫度為15.1℃~16.4℃,云和氣溶膠探測儀的鏡頭組件溫度為16.4℃~18.9℃,高溫工況CO2探測儀的主體溫度為17.8℃~19.6℃,探測器的溫度為18.5℃~23.3℃,云和氣溶膠探測儀的鏡頭組件溫度為18.9℃~19.9℃,滿足熱控指標。因此熱分析數(shù)據(jù)有效可靠,熱設計方案合理可行。
[Abstract]:This paper gives a detailed thermal design of the thermal control system of the greenhouse gas . The thermal analysis results show that the temperature of the CO 2 detector is 18.4 鈩，

本文編號：1371509