[发明专利]电子产品表面控温热真空试验方法

说明书

技术领域

本发明属于真空热试验方法，具体涉及到一种电子产品表面控温热真空试验方法。

背景技术

星(飞船)载电子产品在研制过程中需要完成空间环境适应性验证，主要验证方法为在地面进行热真空试验。

目前电子产品热真空试验方法有两种：方法一是在真空罐热沉内充满介质，通过控制介质温度实现热沉温度升降，通过辐射换热方式，使安装在真空罐内的电子产品温度升高或降低。此试验方法对功耗、表面面积基本相同的电子产品能保证其升降温速率和温度容差等控制要求，但对功耗或面积相差较大的产品，性能测试期间，由于产品需要加电工作，各产品温度与目标温度相比将出现较大偏差，将很难实现真空罐内各产品不同的目标温度。

方法二是在真空罐内放置红外笼或红外灯阵等，热沉内充满液氮，电子产品安装在红外笼(或红外灯阵的视场)内，通过控制红外笼或灯阵的加热功率，控制电子产品的温度升降。此方法升温时能够实现较高的升温速率，但是在降温时，由于存在红外笼或者红外灯阵的遮挡，导致产品的降温速率较低，将会增加试验时间，同时有可能导致欠试验；此外，由于红外笼很难对单独表面实现控温，将导致同一产品的不同表面存在较大的温度梯度，有可能影响产品性能和功能。

综上所述，上述方法且不能实现多台产品多个表面的热真空试验温度控制需求，存在较大的欠试验和过试验风险，不利于节省试验时间、试验经费和能耗。

发明内容

本发明提供一种电子产品表面控温热真空试验方法，主要解决了多台电子产品同时试验时各产品不能够全部达到目标温度，并在允差范围内以及同一产品表面温度不均匀的问题。

本发明的具体技术解决方案如下：

该电子产品表面控温热真空试验方法，包括以下步骤：

1]确定产品表面热功率

获取产品表面红外辐射率、产品表面积、产品表面温度和热沉温度，得到产品表面向热沉的单位时间散热量；

根据产品表面向热沉的单位时间散热量，得到加热器功率；加热器功率应满足在升温阶段时，产品加热功率大于单位时间内产品向热沉散热而损失的热量；在降温阶段时，产品加热功率小于单位时间内产品向热沉散热而损失的热量；在极限温度保持阶段时，产品表面加热功率应等于其单位时间内向热沉的散热而损失的热量；

2]制备产品表面加热器

依据步骤1所得的加热器功率及产品表面积，得到用于贴合在产品表面进行试验的加热器，加热器连接有控制加热器加热功率的加热控制装置；加热器在产品表面上的覆盖率为80％～100％；加热控制装置包括控温温度传感器、程控电源、控温热电偶和控温机构；控温温度传感器设置于产品表面用于测量和监视产品表面的温度；程控电源和控温热电偶与加热器连接，用于对加热器提供直流电源，通过调节其电流或者电压即可以实现对加热器施加的加热功率的调节；控温机构一端与控温温度传感器连接，另一端与程控电源和控温热电偶连接；控温机构是基于传感器温度和所需目标温度的差值而自动调整电流大小；三者结合在一起形成温度闭环控制系统，从而可以实现对产品表面温度的自动控制；

3]进行产品试验

将加热器贴合在产品表面上，并置于真空环境中，用调节加热控制装置来控制产品的升温速率，降温速率和极限温度保持时间，完成试验。

以上所述加的热器数量一般根据产品表面结构的复杂程度进行设定，产品结构较为复杂时，为了使其温度变化速率一致，可选择多个加热器贴合在不同的表面；同时，为了提高加热速率以节省试验时间，加热器功率为标准值的1.0～2.0倍；加热器的控温热电偶可以为两个，包括主份控温热电偶和备份控温热电偶，防止常态控温热电偶损坏时造成试验突然中止；为了便于贴合在产品的表面上，加热器一般选择薄膜加热器，厚度为50μm～100μm，表面半球发射率为0.8～1.0；加热器与产品表面之间的接触换热系数大于2000W/(m2℃)。

以上所述加热器与产品表面接触面之间可以设置有导热层；导热层可以采用涂覆的导热填料或胶带；采用胶带时，胶带与产品表面之间无气泡；控温热电偶与产品表面之间设置有绝缘层，且热电偶表面涂覆有GD414硅橡胶。

以上所述的步骤3中，真空环境一般为真空罐，真空罐热沉是液氮制冷，表面发射率高于0.9，热沉温度在热真空试验过程中保持在90K～110K。

本发明的优点在于：