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《空間遙感器ccd組件熱設(shè)計》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第8卷第6期光學(xué)精密工程Vol.8,No.62000年12月OPTICSANDPRECISIONENGINEERINGDec.,2000文章編號1004-924X(2000)06-0522-04空間遙感器CCD組件熱設(shè)計陳恩濤,盧鍔(中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所,吉林長春130021)摘要:空間遙感器直接面向軌道熱環(huán)境,熱設(shè)計十分復(fù)雜。CCD子系統(tǒng)作為成像的重要組成部分,熱設(shè)計的好壞直接關(guān)系到成象的質(zhì)量。本文分析了此空間遙感器CCD組件的熱傳遞路徑和熱工程設(shè)計,重點(diǎn)對熱設(shè)計組件熱管輻射器進(jìn)行了設(shè)計計算和熱輻射校核,最后把此組件代入整機(jī)有限元分析模型進(jìn)行了熱分析,初步實(shí)
2、現(xiàn)了熱控設(shè)計的指標(biāo)要求。關(guān)鍵詞:空間遙感器;CCD;熱設(shè)計;熱管輻射器中圖分類號:V445.8;TP391.72文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A的熱量疏導(dǎo)到作為冷端的各自相應(yīng)的熱管輻射器1引言處,然后再由熱管輻射器將熱量輻射到附加段內(nèi)壁所圍空間中,再由附加段外壁輻射到冷黑空間空間遙感器搭載于航天器上,在附加段位置,中。熱管均選用7鋁氨槽道管芯式熱管。熱管輻處于真空的空間環(huán)境,沉浸于4K冷黑,并受到各射器由熱管、鋁板及MLI組成,為圓環(huán)帶狀結(jié)構(gòu),種空間外熱流作用,熱環(huán)境十分惡劣。整機(jī)的熱設(shè)輻射面噴涂ZKS白漆(=0.93),為防止CCD計包括軌道外熱流計算,熱光學(xué)分析計算,熱控制控制箱對輻射板
3、的熱影響,在與控制箱相對的輻方法的選擇,熱控制材料的應(yīng)用,熱設(shè)計十分復(fù)射板背面粘貼10層低輻射率的表面鍍鋁聚酯薄雜。CCD子系統(tǒng)作為成像的重要組成部分,熱設(shè)膜與滌綸網(wǎng)。計的好壞直接關(guān)系到成像質(zhì)量的優(yōu)劣。CCD組件CCD焦平面組件熱傳遞路徑如下:CCD焦平在熱分析中,作為內(nèi)熱源,需要采用熱控制措施把面下壓著寬為6mm、厚度為0.3mm的銀片,此銀這部分熱量直接排散到空間中去。本文重點(diǎn)介紹片的另一端變寬為18mm纏繞在熱管上,熱管穿了此熱控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。越機(jī)身蓋板到達(dá)輻射器上,熱量通過CCD焦平面輻射器輻射到附加段內(nèi)表面。故熱管的蒸發(fā)段長422CCD組件熱控子系統(tǒng)構(gòu)成度18mm
4、,熱流密度為0.75×10W/m。熱管的冷凝段長L≥120mm,熱流密度較小。CCD組件熱控子系統(tǒng)主要由熱管及熱管輻CCD驅(qū)動器的熱傳遞路徑組成如下:CCD驅(qū)射器組成。CCD組件主要由CCD驅(qū)動器以及動器電路板裝在特殊設(shè)計的電路板框內(nèi),驅(qū)動器CCD焦面組件構(gòu)成。為減少CCD組件的熱應(yīng)力芯片產(chǎn)生的熱量由導(dǎo)熱壓板和內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)傳導(dǎo)到集中,防止過熱,一方面,采取對CCD組件的構(gòu)件驅(qū)動器箱體上,驅(qū)動器箱體與熱管相連,熱管穿越表面進(jìn)行黑色陽極氧化處理以及在安裝面填充導(dǎo)機(jī)身蓋板,連接到輻射器上,通過CCD時序驅(qū)動熱硅膠(熱導(dǎo)率0.5W/(m·K))增強(qiáng)對外輻射與器輻射器輻射到附加段內(nèi)表面。傳
5、導(dǎo)能力,同時,機(jī)身內(nèi)其他構(gòu)件及機(jī)身內(nèi)筒內(nèi)熱管的蒸發(fā)端長度為L=50mm,熱流密度為42壁也都要求表面進(jìn)行發(fā)黑處理(=0.9),以利于1.1×10W/m。冷凝端安裝在CCD驅(qū)動器輻射拉平機(jī)身內(nèi)各構(gòu)件的溫度;另一方面,采用傳熱效器上,冷凝段長L≥120mm,熱流密度較小。熱管率高的熱管對CCD組件進(jìn)行熱疏導(dǎo)?？紤]到對溫輻射器輻射功率與輻射板的面積、表面涂層吸收44度環(huán)境的要求不同,并防止相互間熱耦合作用,發(fā)射比、(T輻射板-T冷端)以及熱管與輻射板連結(jié)[1,2]CCD驅(qū)動器與CCD焦面組件分別用熱管將產(chǎn)生熱阻等因素有關(guān)。收稿日期:2000-10-10;修訂日期:2000-11-0
6、36期陳恩濤,等:空間遙感器CCD組件熱設(shè)計523Tb——輻射板溫度,K;3熱管輻射器設(shè)計計算Th——環(huán)境溫度,K;——輻射角系數(shù),=0.85(考慮相機(jī)支撐考慮到CCD驅(qū)動器組件工作溫度要求為0架的遮擋效果)～30℃,焦面組件工作溫度要求為0～20℃;驅(qū)動—輻射板輻射面輻射系數(shù)。器輻射器輻射散熱的能力應(yīng)在10W以上,焦面組輻射環(huán)帶安裝在像面基板400mm的圓周件輻射器輻射散熱的能力應(yīng)在2W以上,假定上,環(huán)帶的高度為30℃為極溫工作溫度狀態(tài)的話,10℃為環(huán)境溫度,H1=A1/d,H1驅(qū)動器輻射環(huán)帶高度初步估算輻射環(huán)帶的面積為:=0.11/(3.14×0.43)44A1=
7、N1/[(Tb-Th)]==0.09(m)(3)-810/[0.93×5.67×10×0.85×442(303-283)]=0.11m(1)H2=A2/d,H2焦面輻射環(huán)帶高度=0.05/(3.14×0.43)44A2=N2/[(Tb-Th)]==0.03(m)(4)-82/[0.93×5.67×10×0.85×根據(jù)初步計算的結(jié)果并考慮到環(huán)境溫度變化因素442(293-283)]=0.05m(2)以及輻射板安裝的限制,得出驅(qū)動器輻射環(huán)帶結(jié)式中構(gòu)尺寸為:1350mm×
