资源一号02D卫星高光谱相机热设计及验证

发布时间：2021-08-07 23:17

　　资源一号02D卫星高光谱相机具有内部结构和光路复杂、单机发热量大且分散、控温要求高等热设计难点。文章采用基于多级隔热的分区控温方法,通过优化遮光罩设计、强化隔热措施降低外热流对相机温度的影响;采取电加热主动热控措施提高相机的温度稳定性,通过合理分区控温减小温度梯度;采用一体化热设计方案解决短波电路箱大功率散热难题;采用等效试验方案实现热平衡试验与热真空定标试验的统筹,缩短了试验周期,节约了研制经费。热平衡试验及入轨1年研究结果表明:相机光机主结构温度控制在18.0℃±1.5℃范围内,CCD组件每轨温度波动不大于0.5℃,满足相机的各项温度指标要求。 

【文章来源】：航天器工程. 2020,29(06)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

相机结构示意

本文采用偏冷设计方案,即利用阴面散热面、缩短控温周期、结合比例控制等措施,确保CCD组件的温度稳定性。经详细热分析,最终确定热控措施为CCD组件→铜导热索→外贴热管→相机+Y侧散热面,以保证CCD组件工作时废热的及时排散。同时,在CCD组件上布置控温回路,以保证CCD组件不工作时其温度也在指标范围内。散热面布置在相机+Y侧,采用柿玻璃镀银二次表面镜作为热控涂层,面积为0.12 m2。图2为CCD组件热管及散热面布局。2.2.2 短波电路箱一体化热设计

短波电路箱内部热设计措施为:每一块电路板分别设计了“日”字形框架,框架可以起到固定电路板、防止震动损坏的作用,另外,框架还与电路板导热连接,可作为电路板的散热路径[7]。在大功率FPGA上加装铝扩热板,将热量传递至框架,然后框架导热安装至短波电路箱+Z面板上。考虑到短波电路箱散热需求,将短波电路箱安装至相机+Z侧,在短波电路箱+Z面板开设散热面,采用SR107-ZK作为热控涂层,如图3所示。在短波电路箱底板处布置1路主动控温回路,以保证短波电路箱不工作时不影响相机的温度。与“热管+热辐射器”的方案相比,本文方案简单可靠,实施难度小,质量小。图3 短波电路箱散热途径示意

【参考文献】：
期刊论文
[1]空间相机电控箱热设计[J]. 陈治洲,曹开钦,缪斌,柴孟阳,刘书锋,孙德新,刘银年.  红外技术. 2017(10)
[2]高分辨率遥感相机CCD器件精密热控制[J]. 鲁盼,赵振明,颜吟雪.  航天返回与遥感. 2014(04)
[3]高分辨率三线阵相机精密热控设计及试验[J]. 江利锋,傅伟纯,陈建新.  宇航学报. 2014(04)
[4]高分辨率空间相机精密热控设计及验证[J]. 杨文刚,余雷,陈荣利,李英才.  光子学报. 2009(09)
[5]空间相机的热分析和热设计[J]. 陈荣利,耿利寅,马臻,李英才.  光子学报. 2006(01)



本文编号：3328729