材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，包括真空環(huán)境單元、材料放氣單元、污染沉積量測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元。本發(fā)明的材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠快速建立空間真空環(huán)境，針對(duì)各類非金屬材料，開(kāi)展不同放氣溫度環(huán)境、不同沉積溫度環(huán)境及不同污染物量級(jí)污染物對(duì)光學(xué)表面透過(guò)率影響的測(cè)試分析。
【專利說(shuō)明】材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利主要涉及一種針對(duì)材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠精確、快速實(shí)現(xiàn)不同量級(jí)污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率的影響分析。

【背景技術(shù)】
[0002]航天器在軌運(yùn)行過(guò)程中，真空環(huán)境和冷熱環(huán)境會(huì)導(dǎo)致航天器上采用的各類非金屬材料出氣，這些放出的有機(jī)分子污染物會(huì)沉積在溫度較低的航天器表面。污染物沉積會(huì)對(duì)航天器的敏感器件光學(xué)性能產(chǎn)生影響，如影響光學(xué)表面的透過(guò)率性能等。
[0003]分析航天器非金屬材料出氣污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率的影響。需要建立空間真空環(huán)境，針對(duì)各類非金屬材料，開(kāi)展不同放氣溫度環(huán)境、不同沉積溫度環(huán)境及不同污染物量級(jí)污染物對(duì)光學(xué)表面透過(guò)率影響的測(cè)試分析方法。
[0004]目前進(jìn)行材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)，通常是在真空環(huán)境中，對(duì)材料加熱放氣，同時(shí)采用光學(xué)試片進(jìn)行污染物取樣，使用電子天平，對(duì)試驗(yàn)前后的光學(xué)試片進(jìn)行稱重，獲取取樣污染物的量級(jí)；此種方法無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)表面沉積污染物量級(jí)，只能通過(guò)多次試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)污染物量級(jí)；且無(wú)法分析微小量級(jí)污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響；而且采取的污染量測(cè)試方法有可能受人為、環(huán)境因素影響，造成測(cè)量誤差較大。
[0005]本方法采用了污染沉積量測(cè)試單元，包括污染量測(cè)試傳感器、連接線纜、污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和溫控平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)沉積表面的溫度控制，同時(shí)實(shí)時(shí)、精確測(cè)量表面污染沉積量，控制分析的污染量級(jí)，能夠高效、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠進(jìn)行不同試驗(yàn)條件下的分析試驗(yàn)。本發(fā)明的另一目的還提供了一種材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)方法。
[0007]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0008]本發(fā)明的材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，包括真空環(huán)境單元、材料放氣單元、污染沉積量測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元，真空環(huán)境單元由用于提供真空環(huán)境的帶抽氣系統(tǒng)的真空罐體組成；材料放氣單元包括材料放氣盒、加熱單元、溫度測(cè)試單元(測(cè)溫單元)、連接線纜及溫控單元控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)不同的材料放氣溫度環(huán)境；材料放氣盒設(shè)置在真空罐體內(nèi)，材料放氣盒外部包裹加熱單元，材料放氣盒內(nèi)部設(shè)置測(cè)溫單元，測(cè)溫單元和加熱單元通過(guò)連接線纜與真空罐體外的溫控單元控制系統(tǒng)電連接，以根據(jù)測(cè)溫單元測(cè)量的溫度對(duì)加熱單元進(jìn)行控制來(lái)控制材料放氣盒到試驗(yàn)溫度；污染沉積量測(cè)試單元包括污染量測(cè)試傳感器、連接線纜、污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和溫控平臺(tái)，用于精確測(cè)量表面污染沉積量，控制分析的污染量級(jí)。光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元為光學(xué)取樣試片，用于取樣材料放氣污染物，進(jìn)行透過(guò)率損失測(cè)試分析。材料放氣盒正對(duì)的真空罐體內(nèi)部下方設(shè)置有溫控平臺(tái)，溫控平臺(tái)與低溫冷卻循環(huán)泵連接，通過(guò)低溫冷卻循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的溫度控制；溫控平臺(tái)上表面設(shè)置污染量測(cè)試傳感器和光學(xué)取樣試片，污染量測(cè)試傳感器通過(guò)污染量測(cè)試單元連接線纜與真空罐體外部的污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。其中污染量測(cè)試傳感器例如可以是ZL 2008 10188072.8中所述的污染量測(cè)試傳感器，用于將沉積污染物質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，實(shí)現(xiàn)沉積污染物質(zhì)量傳感；污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)也是已知的，例如參見(jiàn)2008 I 0188073.2所述，用于將污染量測(cè)試傳感器頻率數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)污染量的測(cè)試。
[0009]其中，材料放氣盒外部包裹加熱單元，加熱單元為加熱片或者加熱電阻。
[0010]其中，測(cè)溫單元為熱電偶或者鉬電阻。
[0011]其中，污染測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元(光學(xué)取樣試片)對(duì)稱安裝于溫控平臺(tái)上。
[0012]其中，污染測(cè)試單元采用石英晶體微量天平，例如參見(jiàn)ZL 20081 0188072.8所述的天平，污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用石英晶體微量天平集成控制器裝置，例如參見(jiàn)2008 I0188073.2所述；光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元采用光學(xué)取樣試片。
[0013]其中，溫控平臺(tái)采用低溫冷卻循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)沉積面的溫度控制。
[0014]本發(fā)明的材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，能夠快速建立空間真空環(huán)境，針對(duì)各類非金屬材料，開(kāi)展不同放氣溫度環(huán)境、不同沉積溫度環(huán)境及不同污染物量級(jí)污染物對(duì)光學(xué)表面透過(guò)率影響的測(cè)試分析。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，11-真空罐體，12-材料放氣盒，13-加熱單元，14-測(cè)溫單元，15-材料放氣溫控單元連接線纜，16-材料放氣溫控單元控制系統(tǒng)，17-污染量測(cè)試單元，18-溫控平臺(tái)，19-污染量測(cè)試單元連接線纜，110-污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，111-光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元(光學(xué)取樣試片)，112-連接水管，113-低溫冷卻循環(huán)泵。

【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)系統(tǒng)包括真空環(huán)境單元、材料放氣單元、污染沉積量測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元組成。圖1顯示了材料放氣對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響分析試驗(yàn)系統(tǒng)。該分析試驗(yàn)單元包括如下結(jié)構(gòu)，材料放氣盒12放置于真空罐體11中，材料放氣盒12外部包裹加熱單元13，加熱單元13可采用加熱片或者加熱電阻等。測(cè)溫單元14放置于材料放氣盒12中，可采用熱電偶或者鉬電阻等。材料放氣盒12的放氣口朝向溫控平臺(tái)18方向。加熱單元13和測(cè)溫單元14通過(guò)連接線纜15與控制系統(tǒng)16連接，用于實(shí)現(xiàn)不同的材料放氣溫度環(huán)境。污染測(cè)試單元17及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111對(duì)稱安裝于溫控平臺(tái)18上，污染測(cè)試單元17采用石英晶體微量天平，光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111采用光學(xué)試片。溫控平臺(tái)18通過(guò)連接水管112與低溫冷卻循環(huán)泵113連接，用于控制溫控平臺(tái)表面溫度，實(shí)現(xiàn)污染測(cè)試單元17及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111的溫度控制；污染測(cè)試單元17通過(guò)連接線纜19與污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)110連接，用于實(shí)時(shí)測(cè)量材料放氣污染物表面沉積量。
[0018]本方法進(jìn)行操作時(shí)，首先將光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111，使用光譜儀進(jìn)行初始透過(guò)率測(cè)試，然后將光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111與污染測(cè)試單元17對(duì)稱安裝于溫控平臺(tái)18上，將材料放置于放氣盒12中，將真空罐體11抽真空至優(yōu)于7X l(T3Pa，將低溫冷卻循環(huán)泵113設(shè)定到指定溫度，低溫冷卻循環(huán)泵113中的冷卻液通過(guò)連接水管112進(jìn)入溫控平臺(tái)18中，將溫控平臺(tái)18控制到指定溫度，從而將溫控平臺(tái)18表面安裝的污染測(cè)試單元17及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111控制到指定沉積溫度；使用材料放氣溫控單元控制系統(tǒng)將材料放氣盒12溫度控制到要求的放氣溫度，材料放氣污染物沉積到對(duì)稱放置的污染測(cè)試單元
17及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111，污染測(cè)試單元17將污染量信息轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)，通過(guò)連接線纜19，由污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)110實(shí)時(shí)測(cè)試污染沉積量，根據(jù)其測(cè)試結(jié)果獲得光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111表面沉積量，在達(dá)到需求的污染量級(jí)后，向真空環(huán)境通入氮?dú)膺M(jìn)行復(fù)壓，打開(kāi)真空室取出光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111，使用光譜儀測(cè)試光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元111的試驗(yàn)后透過(guò)率，由試驗(yàn)前后透過(guò)率差值確定透過(guò)率損失結(jié)果。由污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)110實(shí)時(shí)測(cè)試污染沉積量，并測(cè)試其對(duì)應(yīng)的透過(guò)率損失，從而獲得不同污染物量級(jí)對(duì)光學(xué)表面透過(guò)率的影響結(jié)果。
[0019]本發(fā)明的非金屬材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)方法，在真空環(huán)境中，非金屬材料放氣單元實(shí)現(xiàn)出氣溫度環(huán)境，材料放氣污染物沉積在表面，利用污染沉積量測(cè)試單元精確獲得表面沉積污染量，對(duì)光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元進(jìn)行透過(guò)率損失測(cè)試。該方法能夠通過(guò)非金屬材料放氣單元，實(shí)現(xiàn)不同的放氣溫度環(huán)境，能夠通過(guò)溫控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同的沉積溫度環(huán)境。有效實(shí)現(xiàn)不同量級(jí)污染量對(duì)透過(guò)率損失影響分析。
[0020]盡管上文對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但是應(yīng)該指明的是，我們可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書(shū)及附圖所涵蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.材料放氣組分沉積污染物對(duì)光學(xué)透過(guò)率影響的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，包括真空環(huán)境單元、材料放氣單元、污染沉積量測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元，真空環(huán)境單元由用于提供真空環(huán)境的帶抽氣系統(tǒng)的真空罐體組成；材料放氣單元包括材料放氣盒、加熱單元、溫度測(cè)試單元(測(cè)溫單元)、連接線纜及溫控單元控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)不同的材料放氣溫度環(huán)境；材料放氣盒設(shè)置在真空罐體內(nèi)，材料放氣盒外部包裹加熱單元，材料放氣盒內(nèi)部設(shè)置測(cè)溫單元，測(cè)溫單元和加熱單元通過(guò)連接線纜與真空罐體外的溫控單元控制系統(tǒng)電連接，以根據(jù)測(cè)溫單元測(cè)量的溫度對(duì)加熱單元進(jìn)行控制來(lái)控制材料放氣盒到試驗(yàn)溫度；污染沉積量測(cè)試單元包括污染量測(cè)試傳感器、連接線纜、污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和溫控平臺(tái)，用于精確測(cè)量表面污染沉積量，控制分析的污染量級(jí)，光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元為光學(xué)取樣試片，用于取樣材料放氣污染物，進(jìn)行透過(guò)率損失測(cè)試分析，材料放氣盒正對(duì)的真空罐體內(nèi)部下方設(shè)置有溫控平臺(tái)，溫控平臺(tái)與低溫冷卻循環(huán)泵連接，通過(guò)低溫冷卻循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的溫度控制；溫控平臺(tái)上表面設(shè)置污染量測(cè)試傳感器和光學(xué)取樣試片，污染量測(cè)試傳感器通過(guò)污染量測(cè)試單元連接線纜與真空罐體外部的污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，其中污染量測(cè)試傳感器用于將沉積污染物質(zhì)量信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率信號(hào)，實(shí)現(xiàn)沉積污染物質(zhì)量傳感；污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于將污染量測(cè)試傳感器頻率數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)污染量的測(cè)試。
2.如權(quán)利要求1所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，加熱單元為加熱片或者加熱電阻。
3.如權(quán)利要求1所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，測(cè)溫單元為熱電偶或者鉬電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，污染測(cè)試單元及光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元對(duì)稱安裝于溫控平臺(tái)上。
5.如權(quán)利要求1所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，污染測(cè)試單元采用石英晶體微量天平，污染量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用石英晶體微量天平集成控制器裝置；光學(xué)透過(guò)率取樣分析單元采用光學(xué)取樣試片。
6.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，溫控平臺(tái)采用低溫冷卻循環(huán)泵實(shí)現(xiàn)沉積面的溫度控制。
7.如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的分析試驗(yàn)系統(tǒng)，其中，材料放氣盒為非金屬材料放氣盒。
【文檔編號(hào)】G01N21/25GK104237142SQ201410515653
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】于錢, 臧衛(wèi)國(guó), 楊東升, 院小雪, 田東波, 姜海富, 周晶晶 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所