熱輻射性能原位檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術涉及熱輻射性能測量技術領域內的一種熱輻射性能原位檢測系統，包括光源模塊、光源標定模塊、控制模塊、樣品室以及數據處理模塊；光源模塊，提供待測樣品進行輻照實驗與熱輻射性能檢測所需的光源；光源標定模塊，用于待測樣品與參考標準在同等條件下的熱輻射性能參數的比對；樣品室，對待測樣品進行性能測試以及數據采集；控制模塊包括運動控制單元與數據采集控制單元；數據處理模塊，獲取數據采集控制單元采集到的熱輻射性能檢測數據并通過處理軟件處理，獲得待測樣品的法向半球反射率。本發明專利技術還提供了一種熱輻射性能原位檢測方法。本發明專利技術能真實的測量空間環境模擬對樣品的熱輻射性能的影響。

In situ measurement system and method of thermal radiation performance

【技術實現步驟摘要】
熱輻射性能原位檢測系統及方法
本專利技術涉及熱輻射性能測量
，具體地，涉及一種熱輻射性能測量的原位檢測系統及方法。
技術介紹
航天用熱控產品在空間受到太陽紫外和空間粒子輻照后，其熱學性能將產生不同程度的退化，如果性能退化嚴重，會導致航天器溫控失敗。因此，需要對熱控產品的空間輻照前后的熱輻射性能進行檢測，通過試驗結果的對比分析空間輻射環境對材料性能的影響。常規的性能測試是進行空間輻射模擬試驗后，將樣品移出試驗設備，放入性能測試設備再進行性能測試。但這種方法改變了樣品試驗所保持的環境，而且經過非真空環境的轉移會造成樣品性能的變化。通過對樣品性能原位測試，保證樣品性能測試的準確性，防止被測樣品移出真空環境后的漂白、恢復等問題。經現有技術檢索發現，中國專利技術專利公開號為CN105548239B，公開了一種熱防護性能測試儀，包括機架、設置于機架上的加熱裝置、位于加熱裝置上方的隔熱防護板、位于隔熱防護板上方的樣品架板,所述隔熱防護板和樣品架板可轉動或可平移地設置于所述機架上,所述樣品架板中心開有樣品過火通孔,所述隔熱防護板面積大于所述樣品架板面積,所述加熱裝置包括朝向樣品過火通孔方向設置的火頭,所述隔熱防護板內設置有散熱裝置。所述樣品架板上設置有用于壓住樣品并感測樣品溫度的絕熱壓感板,所述隔熱防護板上設置有溫感部件。本申請結構簡單、緊湊,測量數據全面,測量功能多樣,測量數據精確,測得數據參考價值高,升溫可控性高且快、平穩,能耗低,更節能。該專利技術無法適用于本專利技術所要解決的衛星空間樣品輻射檢測的環境。
技術實現思路
針對現有技術中的缺陷，本專利技術的目的是提供一種熱輻射性能測量的原位檢測系統及方法。根據本專利技術提供的一種熱輻射性能原位檢測系統，包括光源模塊、光源標定模塊、控制模塊、樣品室以及數據處理模塊；所述光源模塊，提供待測樣品進行輻照實驗與熱輻射性能檢測所需的光源；所述光源標定模塊，用于待測樣品與參考標準在同等條件下的熱輻射性能參數的比對；所述樣品室，包括樣品架、運動機構以及檢測采集單元，所述樣品室對待測樣品進行性能測試以及數據采集；所述控制模塊包括運動控制單元與數據采集控制單元，所述運動控制單元能夠控制所述運動機構對待測樣品進行轉移，所述數據采集控制單元控制檢測采集單元對待測樣品熱輻射性能檢測的數據進行采集；所述數據處理模塊，獲取所述數據采集控制單元采集到的熱輻射性能檢測數據并通過處理軟件處理，獲得待測樣品的法向半球反射率。一些實施方式中，所述樣品架通過所述運動機構實現待測樣品的工位轉換，所述工位包括裝卸工位、輻照工位以及熱輻射性能測量工位，所述樣品架還可通過自身旋轉實現不同樣品的切換。一些實施方式中，所述運動機構為多軸串聯式運動機構，所述運動機構通過直線運動帶動樣品架在裝卸工位與輻照工位之間進行移動變換，通過水平軸旋轉帶動樣品架在輻照工位與熱輻射性能測量工位之間進行切換。一些實施方式中，所述光源標定模塊包括漫反射標準參照板和反射鏡組件。一些實施方式中，所述檢測采集單元包括積分球探測單元、探測器以及光譜儀，所述積分球探測單元用于對待測樣品進行熱輻射性能的檢測，待測樣品與漫反射標準參照板間隔連接于所述積分球探測單元的積分球外，所述探測器與所述光譜儀對待測樣品進行熱輻射性能測試數據的采集。一些實施方式中，所述光源模塊包括復合光源、透鏡組件、調制扇、單色儀以及連接波紋管，所述復合光源發出的測試光經所述透鏡組件聚焦，聚焦的光通過所述調制扇的調制后進入所述單色儀，經所述單色儀分光后，其光源經連接波紋管通過光學窗口照射在位于積分球上的待測樣品，同時其光源還經反射鏡組件通過光學窗口照射在位于積分球上的漫反射標準參照板。一些實施方式中，所述復合光源為紫外-可見-紅外的復合光，所述復合光源的波段為200nm-2800nm。本專利技術還提供了一種熱輻射性能原位檢測方法，采用上述的熱輻射性能原位檢測系統，包括以下步驟：輻照實驗步驟：將待測樣品通過所述運動機構從所述裝卸工位移動至所述輻照工位，選擇入射波段適配的復合光源對待測樣品進行輻照實驗；工位切換步驟：輻照實驗結束后，通過所述運動機構將待測樣品從所述輻照工位移動至熱輻射性能測量工位；熱輻射性能測量步驟：所述復合光源發出的測試光經所述透鏡組件聚焦，聚焦的光通過所述調制扇的調制后進入單色儀，經單色儀分光后，其光源經連接波紋管通過光學窗口照射到位于積分球上的待測樣品，同時其光源還經反射鏡組件通過光學窗口照射到位于積分球上的漫反射標準參照板；數據采集步驟：所述數據采集控制單元通過控制所述檢測采集單元實現待測樣品熱輻射性能檢測數據的采集；數據處理步驟：所述數據處理模塊通過處理采集到的待測樣品的熱輻射性能檢測數據，獲得待測樣品的法向半球反射率。一些實施方式中，所述運動機構為多軸串聯式運動機構，所述多軸串聯式運動機構通過直線運動帶動樣品架在裝卸工位與輻照工位之間進行移動變換，通過水平軸旋轉帶動樣品架在輻照工位與熱輻射性能測量工位之間的進行切換。一些實施方式中，所述檢測采集單元包括積分球探測單元、探測器以及光譜儀，所述積分球探測單元用于對待測樣品進行熱輻射性能的檢測，待測樣品與漫反射標準參照板間隔連接于所述積分球探測單元的積分球外，所述探測器與所述光譜儀對待測樣品進行熱輻射性能測試數據的采集。與現有技術相比，本專利技術具有如下的有益效果：1、本專利技術用于樣品在特殊環境(如真空環境、高壓環境等)下的熱輻射性能原位測量，可自動切換樣品的裝卸，避免樣品在轉運過程中發生狀態改變，能真實的測量空間環境模擬對樣品的熱輻射性能的影響。2、本專利技術具備材料級、器件級樣品的熱輻射原位測量功能，具備多樣品試驗功能，可自動切換樣品的裝卸。附圖說明通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本專利技術的其它特征、目的和優點將會變得更明顯：圖1為本專利技術系統結構示意圖；圖2為本專利技術原為檢測流程示意圖；圖3為法向半球反射率測量示意圖；圖4為多軸串聯式運動機構示意圖；圖5為原位檢測系統電學方案示意圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本專利技術，但不以任何形式限制本專利技術。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本專利技術的保護范圍。實施例1本實施例提供了一種熱輻射性能原位檢測系統，包括光源模塊、光源標定模塊、控制模塊、樣品室以及數據處理模塊；所述光源模塊，提供待測樣品進行輻照實驗與熱輻射性能檢測所需的光源，其中，光源模塊包括復合光源、透鏡組件、調制扇、單色儀以及連接波紋管，優選的，所述光源模塊中的光源為紫外-可見-紅外的復合光源，其復合光源的波段為200nm-2800nm；所述光源標定模塊，用于待測樣品與參考標準在同等條件下的熱輻本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，包括光源模塊、光源標定模塊、控制模塊、樣品室以及數據處理模塊；/n所述光源模塊，提供待測樣品進行輻照實驗與熱輻射性能檢測所需的光源；/n所述光源標定模塊，用于待測樣品與參考標準在同等條件下的熱輻射性能參數的比對；/n所述樣品室，包括樣品架、運動機構以及檢測采集單元，所述樣品室對待測樣品進行性能測試以及數據采集；/n所述控制模塊包括運動控制單元與數據采集控制單元，所述運動控制單元能夠控制所述運動機構對待測樣品進行轉移，所述數據采集控制單元控制檢測采集單元對待測樣品熱輻射性能檢測的數據進行采集；/n所述數據處理模塊，獲取所述數據采集控制單元采集到的熱輻射性能檢測數據并通過處理軟件處理，獲得待測樣品的法向半球反射率。/n

【技術特征摘要】
1.一種熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，包括光源模塊、光源標定模塊、控制模塊、樣品室以及數據處理模塊；
所述光源模塊，提供待測樣品進行輻照實驗與熱輻射性能檢測所需的光源；
所述光源標定模塊，用于待測樣品與參考標準在同等條件下的熱輻射性能參數的比對；
所述樣品室，包括樣品架、運動機構以及檢測采集單元，所述樣品室對待測樣品進行性能測試以及數據采集；
所述控制模塊包括運動控制單元與數據采集控制單元，所述運動控制單元能夠控制所述運動機構對待測樣品進行轉移，所述數據采集控制單元控制檢測采集單元對待測樣品熱輻射性能檢測的數據進行采集；
所述數據處理模塊，獲取所述數據采集控制單元采集到的熱輻射性能檢測數據并通過處理軟件處理，獲得待測樣品的法向半球反射率。


2.根據權利要求1所述的熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，所述樣品架通過所述運動機構實現待測樣品的工位轉換，所述工位包括裝卸工位、輻照工位以及熱輻射性能測量工位，所述樣品架還可通過自身旋轉實現不同樣品的切換。


3.根據權利要求2所述的熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，所述運動機構為多軸串聯式運動機構，所述運動機構通過直線運動帶動樣品架在裝卸工位與輻照工位之間進行移動變換，通過水平軸旋轉帶動樣品架在輻照工位與熱輻射性能測量工位之間進行切換。


4.根據權利要求1所述的熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，所述光源標定模塊包括漫反射標準參照板和反射鏡組件。


5.根據權利要求4所述的熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，所述檢測采集單元包括積分球探測單元、探測器以及光譜儀，所述積分球探測單元用于對待測樣品進行熱輻射性能的檢測，待測樣品與漫反射標準參照板間隔連接于所述積分球探測單元的積分球外，所述探測器與所述光譜儀對待測樣品進行熱輻射性能測試數據的采集。


6.根據權利要求5所述的熱輻射性能原位檢測系統，其特征在于，所述光源模塊包括復合光源、透鏡組件、調制扇、單色儀以及連接波紋管，所述復合光源發出的測試光經所述透鏡組件聚焦，聚焦的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：潘陽陽，劉剛，徐駿，蘭少飛，曹康麗，周博，蘇京，李瑜婧，
申請(專利權)人：上海衛星裝備研究所，
類型：發明
國別省市：上海;31