[发明专利]一种机械泵驱动两相流体回路寿命加速试验系统及方法

权利要求书

1.一种基于机械泵驱动两相流体回路寿命加速试验系统实现的两相流体回路寿命加速试验方法，其特征在于:

机械泵驱动两相流体回路寿命加速试验系统包括：机械泵、换热器、预热器、蒸发器组件、冷凝器、储液器、过滤器、保温装置、加热回路、控温回路、制冷机组、流量计、绝对压力传感器、压差传感器、温度传感器以及测控设备；

两相流体回路通过机械泵产生动力驱动工质在回路内循环流动，机械泵出口的液相工质经换热器与高温工质进行热量交换，再经预热器加热至两相饱和态，随后进入蒸发器组件吸收加热回路产生的热量，吸收热量后的工质进入冷凝器中将热量排散给制冷机，并通过制冷机将热量排散至环境中，最后工质从两相态恢复至液态并经储液器、过滤器再次进入机械泵，完成一个循环；

保温装置为采用低导热系数材料的腔室结构，用于降低外界环境对机械泵温度扰动的影响；加热回路布置于模拟热源外表面，用于待测对象发热量的模拟，并通过测控设备控制实现加热回路的通断，从而实现待测对象周期性工作的模拟；控温回路布置于储液器外表面，用于为储液器控温，并通过测控设备进行温度控点的调整，从而实现待测对象不同工作点的调整；制冷机组与冷凝器导热连接，用于为两相流体回路系统运行提供热沉边界，并通过测控设备实现温度边界的调整，从而冷凝器温度变化的模拟；流量计位于机械泵下游，用于获取两相流体回路系统的流量，并通过流量变化值分析机械泵工作性能是否满足要求；绝对压力传感器位于储液器上游，用于获取系统绝对压力的数值，并通过该数值的变化分析系统控温点是否正常以及储液器内工质余量是否满足要求；压差传感器布置于机械泵的上游和下游，用于获取系统的压差，并通过压差变化值分析机械泵工作性能是否满足要求；

两相流体回路寿命加速试验方法步骤如下：

步骤一：确定两相流体回路在一个轨道周期内待测对象传递的最大功率；确定两相流体回路在一个轨道周期内待测对象开机与关机过程中机械泵、储液器、冷凝器以及连接管路的温度变化；获得两相流体回路在一个轨道周期内的流量、压力和压差的变化；获得蒸发器工作温度T；获得两相流体回路待测对象开机和关机时间t1和t3；

步骤二：确定待测对象关机时机械泵控温为T-ΔT1，储液器控温为T+ΔT2，预热器控温为T+ΔT3，其中ΔT1，ΔT2，ΔT3均为正值；

步骤三：依据温度T+ΔT2对应的饱和压力P1与温度T对应的饱和压力P2的比值确定待测对象关机时间t1’＝P2/P1*t1；

步骤四：关闭机械泵，阻断两相流体回路的运行；

步骤五：模拟两相流体回路关机过程，分别对机械泵、储液器、预热器和冷凝器按照步骤一温度变化进行控温；

步骤六：关机过程维持一个循环后，经历t2时间后，将储液器控温调至温度T后，将机械泵开启，机械泵随后驱动流体在两相流体回路内开始循环，工质在预热器内迅速转化为温度为T的饱和态工质；

步骤七：模拟两相流体回路开机过程，令蒸发器加载的功率与步骤一获得两相流体回路在一个轨道周期内传递的最大功率一致，冷凝器的控温按照步骤一温度变化确定，加热时间为t3；

步骤八：运行一个开机过程后，停止对蒸发器加热；

步骤九：重复步骤四至步骤八，重复次数与两相流体回路所设定的在轨工作次数要求相同；若重复次数不满足相机所要求的在轨工作总次数的要求就出现故障，则表明两相流体回路不能满足相机在轨工作的寿命要求；若重复次数满足所设定的在轨工作的寿命要求，则进入步骤十；

步骤十：分析两相流体回路的控温性能是否满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的两相流体回路寿命加速试验方法，其特征在于：所述待测对象为相机核心器件，即CCD组件或CMOS组件。

3.根据权利要求1所述的两相流体回路寿命加速试验方法，其特征在于：所述的两相流体回路加速寿命试验方法，试验加速比为(t1+t2)/(t1’+t2+t3)。

4.根据权利要求1所述的两相流体回路寿命加速试验方法，其特征在于：所述步骤十分析两相流体回路的控温性能是否满足设计要求，具体为：加速寿命试验结束后，判断蒸发器的温度变化是否在两相流体回路的变化范围内；若在允许的变化范围内，则表明两相流体回路的控温性能满足设计要求；反之则不满足。