發(fā)布時(shí)間：2018-01-03 00:07

  本文關(guān)鍵詞：碳衛(wèi)星有效載荷熱控制技術(shù)　出處：《中國(guó)科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：人類工業(yè)革命后,由于大量地砍伐森林和大量的化石原料被燃燒,大氣中CO2的含量迅速增加,所帶來(lái)的溫室效應(yīng)越來(lái)越嚴(yán)重。此前人們對(duì)于CO2的監(jiān)測(cè)僅局限于地面。由于觀測(cè)的局限性人們對(duì)于CO2的全球演變知之甚少,因此CO2的空間監(jiān)測(cè)引起了世界各國(guó)的重視。CO2的空間監(jiān)測(cè)是通過(guò)光學(xué)儀器進(jìn)行的,而溫度直接關(guān)系到光學(xué)儀器的成像質(zhì)量。因此有必要對(duì)于探測(cè)儀熱控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。碳衛(wèi)星有效載荷,作為我國(guó)首個(gè)溫室氣體探測(cè)儀,其姿態(tài)復(fù)雜、內(nèi)熱源功耗大且工作時(shí)間長(zhǎng),給熱設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)。探測(cè)儀觀測(cè)模式多,單軌姿態(tài)變化多,熱設(shè)計(jì)工況難以確定;探測(cè)儀內(nèi)部的紅外探測(cè)組件有制冷機(jī),其散熱困難,若熱設(shè)計(jì)不當(dāng)將會(huì)影響整個(gè)探測(cè)儀的工作。如何利用成熟的熱控技術(shù),解決溫室氣體探測(cè)儀的熱控難題,滿足其正常工作的熱控要求等研究?jī)?nèi)容,是本文的主要內(nèi)容。論文概述了溫室氣體光學(xué)遙感器的研究現(xiàn)狀,總結(jié)了其工作特點(diǎn)和熱設(shè)計(jì)特點(diǎn),介紹了國(guó)外溫室氣體光學(xué)遙感器的熱設(shè)計(jì)方案。對(duì)我國(guó)的碳衛(wèi)星有效載荷的結(jié)構(gòu)、工作模式進(jìn)行了分析,并總結(jié)了其熱控系統(tǒng)的難點(diǎn)、重點(diǎn)問(wèn)題。通過(guò)對(duì)CO2探測(cè)儀和云和氣溶膠探測(cè)儀兩部分的熱光學(xué)分析,得到了兩遙感器的熱控指標(biāo),結(jié)合兩探測(cè)儀的結(jié)構(gòu)將熱控指標(biāo)分解至兩探測(cè)儀各個(gè)部分。在探測(cè)儀詳細(xì)熱設(shè)計(jì)部分,首先對(duì)CO2探測(cè)儀的安裝面、主體、入光口、光學(xué)元件、探測(cè)器組件、電控箱進(jìn)行了詳細(xì)的熱設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)云和氣溶膠探測(cè)儀的主框架、鏡頭組件、遮光罩組件、線路板組件、焦面組件論文進(jìn)行了詳細(xì)熱設(shè)計(jì)。然后根據(jù)探測(cè)儀的姿態(tài)和工作模式,確定高、低溫工況,并進(jìn)行分析計(jì)算,從而確定了散熱面面積和補(bǔ)償加熱功耗。熱分析結(jié)果表明低溫工況時(shí)CO2探測(cè)儀的光學(xué)元件溫度為18.4℃~21.8℃,探測(cè)器組件的溫度為18.5℃~25.5℃,云和氣溶膠探測(cè)儀的物鏡組件溫度為19℃~23℃,高溫工況時(shí)CO2探測(cè)儀的光學(xué)元件溫度為18.6℃~22.0℃,探測(cè)器組件的溫度為20.6℃~25.7℃,云和氣溶膠探測(cè)儀的物鏡組件溫度為19℃~23℃,滿足探測(cè)儀工作的溫度要求。此外,還針對(duì)云和氣溶膠探測(cè)儀的遮光罩進(jìn)行了方案優(yōu)選。通過(guò)對(duì)于某類型的遮光罩熱分析研究,得到了其等效長(zhǎng)徑比為1.7為最優(yōu)。再利用云和氣溶膠的遮光罩進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,得到了其尋優(yōu)結(jié)果。最后本文論述了碳衛(wèi)星有效載荷的熱試驗(yàn)。熱平衡試驗(yàn)結(jié)果表明低溫工況CO2探測(cè)儀的主體溫度為16.4℃~19.6℃,探測(cè)器的溫度為15.1℃~16.4℃,云和氣溶膠探測(cè)儀的鏡頭組件溫度為16.4℃~18.9℃,高溫工況CO2探測(cè)儀的主體溫度為17.8℃~19.6℃,探測(cè)器的溫度為18.5℃~23.3℃,云和氣溶膠探測(cè)儀的鏡頭組件溫度為18.9℃~19.9℃,滿足熱控指標(biāo)。因此熱分析數(shù)據(jù)有效可靠,熱設(shè)計(jì)方案合理可行。
[Abstract]:This paper gives a detailed thermal design of the thermal control system of the greenhouse gas . The thermal analysis results show that the temperature of the CO 2 detector is 18.4 鈩，

本文編號(hào)：1371509