[发明专利]一种水升华器性能测试系统

摘要

本发明公开了一种水升华器性能测试系统，该系统包括透明玻璃罩真空罐、不锈钢真空罐、真空机组、储箱、压力测量装置、温度测量装置、流量测量装置、质量测量装置、功率加载装置、数据采集与处理系统、程控电源、压力调节装置、高速摄像系统、液氮冷阱和安装平台，本发明的系统突破了国内航天器热控系统用水升华器地面性能测试技术，满足了水升华器研制过程中开展工作性能测试与实验的需求，为水升华器的研制提供了必不可少的技术保障；本发明两组真空室中所采用的可旋转水升华器安装平台，可以模拟水升华器的不同安装姿态，为获得不同姿态下水升华器的工作性能提供了技术保障。

主权项

一种水升华器性能测试系统，其特征在于，包括透明玻璃罩真空罐（102）、不锈钢真空罐（101）、真空机组（2）、储箱（3）、压力测量装置（402）、温度测量装置（401）、流量测量装置（403）、质量测量装置（5）、功率加载装置（6）、数据采集与处理系统（7）、程控电源（9）、压力调节装置（10）、高速摄像系统（11）、液氮冷阱（12）和安装平台；其中，所述质量测量装置（5）用于在试验前、后测量水升华器各部件的质量，得到各部件试验前、后的质量差；质量测量装置（5）还用于测量储箱（3）在水升华器试验前、后的储水量；所述安装平台有两个，分别置于透明玻璃罩真空罐（102）和不锈钢真空罐（101）中，用于固定水升华器，并可以通过改变水升华器安装面的安装角度来模拟水升华器在航天器不同姿态时所处于的不同角度；所述透明玻璃罩真空罐（102）和不锈钢真空罐（101）用于在试验中模拟水升华器工作的真空环境；当透明玻璃罩真空罐（102）不能容纳被测试的水升华器时，由不锈钢真空罐（101）容纳水升华器进行测试；不锈钢真空罐（101）的两端带有对称的观察窗，其视野能够覆盖整个安装平台，使工作人员通过该观察窗观察水升华器的工作状态；所述真空机组（2）用于对分别通过隔离阀与其相连通的透明玻璃罩真空罐（102）和不锈钢真空罐（101）抽真空，模拟太空的真空度，为水升华器试验提供真空环境；所述功率加热装置可对储箱（3）和水升华器底板进行加热，分别用于模拟航天器中的水升华器工质的温度变化以及航天器热控系统的温度变化；功率加热装置的输出功率由与其相连的程控电源（9）控制；所述储箱（3）为水升华器的工质存储装置，用于在水升华器工作时，为水 升华器提供所需的工质；储箱（3）的出水口依次串联压力调节装置（10）、一个隔离阀和流量测量装置后分成两路，其中一路串接一个隔离阀后与透明玻璃罩真空罐（102）内的水升华器的进水口相连通，另一路串接一个隔离阀后通过密封口接到不锈钢真空罐（101）中，与不锈钢真空罐（101）内的水升华器的进水口相连通；其中的压力调节装置（10）用于根据不同水升华器的需要对储箱（3）向水升华器输出工质的压力进行调节；其中的流量质量装置用于实时测量并记录储箱（3）为水升华器的供水质量流量；所述温度测量装置（401）包括三个温度测试端，其中的一个测试端用于对储箱（3）中的工质温度和储箱(3)上的功率加载装置温度进行测试，另外两个测量端分别通过穿墙插头连接到透明玻璃罩真空罐（102）和不锈钢真空罐（101）中对其中测试对象的温度进行测试，温度测量装置（401）将测得的温度数据实时传输回与其连接的数据采集处理系统（7）；所述压力测量装置（402）的两个测量端分别对透明玻璃罩真空罐（102）和不锈钢真空罐（101）的真空度进行测量，并将测量值输出至数据采集与处理系统（7）；所述液氮冷阱（12）有两个，分别置于真空机组（2）和透明玻璃罩真空罐（102）、真空机组（2）和不锈钢真空罐（101）之间的管路上，用于对从透明玻璃罩真空罐（102）或不锈钢真空罐（101）排出的蒸汽进行冷凝，辅助真空机组（2）维持两者的真空度；所述高速摄像系统（11）布置在透明玻璃罩真空罐（102）或不锈钢真空罐（101）内部，用于对水升华器的正常工作状态和失效后的实验现象进行监测；所述的数据采集与处理系统（7）对采集到的水升华器不同工作模式对应的压力、工质流量和温度进行采集并存储，用于对水升华器工作性能进行分析。