KM1.5热真空试验系统

1.   功能用途：模拟太空环境，通过在特定的真空和温度条件下对产品进行测试。

2.   满足相关最新标准：

(1) GBT 32221-2015 《真空技术航天器用真空热环境模拟试验设备通用技术条件》

(2) 航天器热真空试验标准GB∕T 34522-2017《航天器热真空试验方法》

(3) 航天器热平衡试验标准《GB-T 34515-2017 航天器热平衡试验方法》

(4) 容器设计标准 GB150《压力容器》

(5) 容器焊接标准JB/T 4709《钢制压力容器焊接规程》

(6) 真空系统设计标准 GB/T 6070 《真空法兰》

(7) 液氮管道设计标准GB 50316《工业金属管道设计规范》

(8) 液氮管道施工标准GB 50235《工业金属管道工程施工及验收规范》

(9) 控制系统设计标准 GB 50054《低压配电设计规范》

3.   主要技术指标

4.   真空容器：卧式结构，φ1800mm（内径）×2000mm（直筒段）；

5.   热沉：尺寸为φ1500mm（内径）×2000mm；对太阳光的吸收率αs≥0.90，半球向发射率εh≥0.90，无热沉面积小于总面积的3%，热沉管内流动的介质为液氮；

6.   液氮制冷：空载条件下，热沉壁温度≤100K，热沉温度均匀性±5K，热沉降温速率≥1.5℃/min；

7.   真空系统：由大气压达到低于10Pa的时间不大于1.5h，常温（25℃左右）空载极限真空度优于5.0×10-4Pa；低温（100k以下）空载极限真空度优于5×10-5Pa；有载（产品出气率10Pa*L/s）真空度优于1.3×10-3Pa；

8.   热沉温度在 100K 以下，容器空载极限真空度优于6.5×10-5Pa，有载真空度优于1.3×10-3Pa（产品出气率不大于 10Pa.L/s）；

9.   液氮系统：液氮管路设计实施满足最高工作压力小于0.8Mpa，保证试验期间其内表面的温度低于100K，计算液氮损耗量，减少损耗量方式，共用自动倒罐系统等；

10. 测控系统：包括真空测控系统、氮测控系统、摄像监视系统、容器照明系统和污染测量系统，及数据采集系统（≥160通道）、红外热流模拟与控制系统，具备整星热真空控温功能、热平衡热流控制功能（程控电源≥30台），对热真空试验系统所有被控设备进行远程/本地控制，产品端控温精度≤±0.5℃。

11. 配置石英晶体微量天平检测容器内的污染量。设备连续空载运行24h 后，真空容器内的有机污染物不超过 1.0×10-7g/cm2；

12. 真空容器正前方观察窗配置光学窗口≥φ150mm，波长：900-1700mm，透过率：99.5%，透射面型：RMS＜1/30λ@632.8nm。

13. 真空抽气系统

真空抽气系统主要包括：干泵机组、分子泵、低温泵、真空阀门、真空测量系统以及复压系统等部分。

（1）采用清洁无油的真空系统；

（2）提供1套干泵机组，能在2h内将单套真空容器抽到优于5Pa。干泵抽速不小于600m3/h；

（3）提供1台分子泵及插板阀，单台分子泵抽速不小于2000L/s；

（4）提供1台低温泵及插板阀，低温泵抽速不小于10000L/s，再生时冷头具有加热功能；

（5）设备为分子泵及低温泵配置1台前级干泵，干泵抽速不小于180m3/h；

（6）真空容器上设置2个真空度测点，选用2套复合真空规计（每套包含1支电阻规和1支电离规）。其中，电阻规测量范围为 1.0×10 5Pa～ 1.0×10 -1Pa，电离规测量范围为 1.0×10 -1Pa～1.0×10 -5Pa；

（7）设备配备自动或手动复压系统，通过干燥氮气及洁净空气，最快在0.5h内可将真空容器内的压力恢复到大气压。

14. 冷板、一体机控温系统

（1）真空容器内布置冷板，冷板直接安装在真空容器上，承载≥100kg，并与罐内小车互不干涉；

（2）冷板平面度（朝上产品安装面）：200mm×200mm：0.1mm；

（3）冷板尺寸为800mm（宽）×1500mm（长）；

（4）冷板布置控温介质管路，可单独进行温度控制，温度-70℃~+150℃可调，冷板罐内管路固定式，通过法兰罐外连接设计可拆卸管路；

（5）冷板系统施工完成后，进行管路强度检验、气密性检验；

（6）冷板系统管路环焊缝 100%探伤检验，并提供检验报告。

（7）系统介质：优选为导热硅油，充分考虑可靠性和安全性；

（8）空载条件下，冷板-70℃~+150℃可调，冷板升降温速率≥3℃/min，控温精度±1.0℃；

（9）系统所有管路材质：S30408，工作压力：0.8MPa，工作温度范围：-70℃～+150℃，管路做好保温措施；

（10）配置必要的温度、压力、流量等传感器，实现一体机控温系统运行的自动控制功能；

（11）所有管道进行绝热保温处理及探伤；

（12）工作流程中需要人员操作的部位考虑人机工程，预留足够的操作空间，同时管路排布考虑后续维护功能，便于系统维修与改造。

15. 加热笼系统

（1）配置圆筒状加热笼，尺寸φ1400×1800mm，带前端合页开门式铰链门，避开冷板及导轨，可移动拆卸。

（2）热笼测温采用四线制 Pt100 温度传感器，精度等级为A 级及以上，测量范围：-200℃～+200℃，测点数不少于30（10路供加热笼本体，另20路产品测点）；

（3）配置≥6路大电流大电压程控电源，适配加热笼系统（控温范围-180℃至130℃）；

（4）控制柜选用标准机柜，结构牢固，通风良好，利于散热；后面板和侧面板可拆卸，便于接线及维护；柜内走线整齐规范，空开，信号线、供电线、网线需分开；

（5）控制柜的供电规范，每台控制柜内的设备、仪器仪表的供电均由现场配电柜统一提供，强电弱电分开，具有独立空开，标识清楚，上位控制器、下位控制器使用UPS供电，容量可维持系统工作30min，UPS供电源；

16. 吸波热沉系统

（1）根据甲方需求增配一套可拆卸可任意组装的吸波热沉，配置有加热、测温、喷涂黑漆；（温度范围-160℃至120℃，覆盖频率L波段）

（2）温度采集通道不少于160路（含板卡及热电偶插头），测量信号：直流电压、电流，电阻，LAN 接口，并配备相应的数采仪器、数采机柜、参考点、分线箱、电缆网及接插件，数采仪器；

（3）配置程控电源：单台功率不低于750W，数量不少于30台。

最大输出电压：150V

最大输出电流：5A

最大输出功率：750W

编程精度：0.05%+75mV/0.1%+5mA

测量精度：0.1%+150mV/0.1%+15mA

指令响应时间≤55ms；

输出响应时间：满载上升(150ms)；满载下降(150ms)；空载下降(2s)

17. 液氮系统

（1）液氮系统具备自增压、自动泄压、自动倒罐、回温加热工作方式，根据甲方需求设计回收式双液氮储槽管路系统可同时供≥3套1.5米罐真空系统开展热真空试验；

（2）配置至少2台30m3液氮贮槽（选购）；

（3）液氮系统所有管路材质：S30408，工作压力：0.8MPa，工作温度范围：-196℃～+100℃，采用硬质聚氨酯泡沫塑料作为保冷层；

（4）配置必要的温度、压力、流量、液位传感器及低温自动控制阀门，实现氮系统运行的自动控制功能；

（5）液氮系统施工完成后，要进行管路强度检验、气密性检验，并通过当地质监局监检；

（6）所有低温管道进行绝热保温处理及探伤；

（7）制冷流程中需要人员操作的部位考虑人机工程，预留足够的操作空间，同时管路排布考虑后续维护功能，便于系统维修与改造；

18. 提供1套卫星真空热试验热控软件，软件具有温度采集、温度可视化显示、电源程控（开环电流控制、闭环温度控制、电流跟随、温度跟随、电流阵列、瞬态、阈值控制等模式）等功能，且该软件在以往的整星级热真空环境试验中有成功应用案例。

19. 辅助系统

（1）在已配有的冷却循环水机组中末端连接处配备管路、阀门、传感器等器件，可单独通断，具备水冷装置压力、流量、温度监视功能；

（2）气源管路接入现有的气源系统中，并单独配置减压阀及气液分离器；气源管路材料为304不锈钢；要求每路气路配置单独控制阀门；

（3）电气系统按相关要求接入现有设备配电柜中。

（4）配备容器照明系统，可保证真空容器中心线照度不低于100lux（大门关闭情况下）；

（5）配置污染监测系统，每套热真空环境试验设备在真空容器内安装不少于1台石英晶体微量天平，微量天平灵敏度优于污染测量精度为 1.5×10-9g/cm2.Hz；

（6）配置罐内摄像系统，摄像头数量≥2，摄像具备存储及查询，实时监控功能，分辨率200dpi，数据存储容量 1T，实现在试验过程中对试验件的视频监控；

（7）提供一套用于辅助计量的模拟件：提供600*600*600mm空心金属立方体为模拟件，模拟件表面涂黑漆，黑漆指标和热沉相同，用于验证设备温度指标；

（8）法兰真空接插件配套设计加工四组法兰盘，含24个Y27-55芯、12个Y27-37芯、24个SMA、10个FC光纤真空管壁转接件。