[发明专利]压力控制系统与航天器密封舱连接处漏率检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于航天器的部组件的无损检测技术领域，具体涉及一种真空热试验用压力模拟控制系统与航天器密封舱连接处的漏率检测装置及检测方法。

背景技术

由于重力所引起的自然对流的影响，在地面常重力条件下对航天器进行的地面上流动换热试验和航天器空间的实际情况存在着一定偏差。为了较准确地模拟航天器真空热试验在空间的微重力条件下的流动换热，通常采用降压法来抑制地面试验时自然对流的热影响，舱内压力越低，自然对流的影响就越小，当舱内压力降低到一定程度时，自然对流的影响可以忽略，通过理论分析，满足Cr/Re²≤0.1的要求，舱内流动即可视为“纯”强迫流动，采取在舱内维持25.3～27.9KPa低气压，利用降压法有效地消除自然对流对试验结果的影响。

压力模拟控制系统是航天器在地面进行真空热试验时模拟密封舱在空间微重力下气体换热方式的地面试验系统，该系统主要由高精度真空测量装置、压力模拟控制系统管道、气体采集及充气容器、真空获得子系统、复压子系统、气体成分分析子系统等组成（参见《航天器密封舱真空热试验用压控系统设计与实现》，《航天器环境工程》2010年12月，第27卷第6期，708～710页，陈涛等）。

进行真空热试验时，压力模拟控制系统位于空间环境模拟器的外部，航天器密封舱位于空间环境模拟器的内部，压力模拟控制系统管道是将两者连接为一个整体的关键设备，其漏率对于试验过程中压力的控制精度甚至试验能否顺利进行起到决定性作用。试验准备阶段分别完成了航天器密封舱与压力模拟控制系统管道单独的漏率检测工作，试验开始前，将压力模拟控制系统管道与航天器密封舱连接，连接处的漏率检测由于航天器密封舱既无法承受外压又因为舱内仪器设备不能承受正压，因此，无法使用密封舱抽真空或充压的方式对连接处进行漏率检测，目前只能依靠安装人员和技术人员的实际经验来判断漏率是否满足试验要求，留下了一定的隐患，一旦连接处的漏率无法满足要求，航天器真空热试验将无法继续进行，不但增加了试验的成本，而且对航天器产品的研制进度造成了影响，因此对连接处进行漏率检测十分必要。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种压力模拟控制系统与航天器密封舱连接处的漏率检测装置及检测方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种真空热试验用压力模拟控制系统与航天器密封舱连接处的漏率检测装置，包括漏率检测工装、高精度真空测量装置、航天器密封舱、压力模拟控制系统管道、氦质谱检漏系统，其中，所述漏率检测工装通过法兰分别与航天器密封舱、压力模拟控制系统管道和氦质谱检漏系统连接，所述高精度真空测量装置包括辅助容器、真空规、通讯线缆、真空计、电连接器，所述真空规位于辅助容器内，通过通讯线缆、电连接器与真空计连接，所述辅助容器设置在航天器密封舱内，其内部始终保持1个大气压和常温的状态。

其中，所述压力模拟控制系统管道与漏率检测工装连接处有两道密封，连接形式为固定式真空法兰。

进一步地，所述两道密封，第一道密封位于管道外侧，密封槽形式为梯形，第二道密封位于固定式真空法兰上，密封槽形式为矩形，主密封面粗糙度优于R_a1.6，次密封面粗糙度优于R_a3.2。

其中，所述漏率检测工装，与航天器密封舱连接处为固定式真空法兰，与压力模拟控制系统管道连接处为活套式真空法兰，检漏口位于工装圆柱形管道两道密封之间的任意位置，圆柱管道内壁粗糙度优于R_a1.6。

进一步地，所述氦质谱检漏系统，包括辅助抽气泵、氦质谱检漏仪、真空标准漏孔、检漏管道、阀门、氦气瓶，氦气罩，所述检漏管道与氦质谱检漏仪连接，且通过阀门与辅助抽气泵连接，且在进行系统灵敏度测定时通过法兰与真空标准漏孔连接，且在进行连接处漏率检测时通过法兰与检漏口连接，所述氦气罩与氦气瓶连接，整体包裹压力模拟控制系统管道与漏率检测工装连接处法兰。

一种利用压力模拟控制系统与航天器密封舱连接处漏率检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一：系统灵敏度测定；

步骤二：连接处第二道密封漏率检测；

步骤三：连接处第一道密封漏率检测；

步骤四：数据处理。

所述步骤一包括以下步骤：

第一步，搭建漏率检测系统，将漏率为Q₀的真空标准漏孔接在检漏管道与漏率检测工装的接口处；