月基望远镜热设计及热分析

为了利用月球观测地球等离子体层的优势,开展了月基望远镜的研究,并对其进行了热设计和热分析.分析了月基望远镜所处的空间环境.对望远镜各个部分进行了热设计;采用被动热控措施控制望远镜的温度水平,降低空间环境的影响;采用热疏导的方式对探测器进行散热.根据月基望远镜的空间环境、结构特点,以及采取的热控措施,在I-DEAS/TM...     

一种空间热控箱及其在运行轨道中的热分析

本文详细介绍了一种用于国际空间站的空间热控箱,在此空间热控箱内部采用主动式环路热管的工作原理,文章对热控箱进行了在运行轨道上冷、热两种极限工况以及当系统突然断电情况下的热分析。通过数值模拟的计算结果表明,由支架传入或散失的热量是不可以忽视的,因此为了保证系统正常运行,必须要采取必要的措施对整个系统进行热量补偿。     

某空间光学遥感器的热分析和热设计

对某空间光学遥感器进行了热分析和热设计。分析其外热流,并根据其工作模式与热控要求,遵循"被动热控为主,主动热控为辅"的热控制策略,阐述了空间光学遥感器的热设计方法。通过热分析软件进行了计算机仿真,验证了热设计的正确性,其研究方法及结果对各类空间光学遥感器的热分析和热设计有一定的指导和借鉴作用。     

空间光学遥感器大功率控制电箱的热设计

根据空间应用电子设备的热控要求,对空间光学遥感器的控制电箱进行了热控设计。首先,总结了空间电子设备的热设计原则。针对空间光学遥感器控制电箱介绍了相应的热设计流程,对典型的大功率器件进行了温差推算,并说明了电箱的各电路板和大功率元器件的热设计方案。最后,通过热分析和热试验手段对热控电箱的热控方案进行了验证。试验结果表明：控制电箱的整机稳态工况热平衡温度小于30℃,各元器件的最高壳温在54.2℃以内。结果验证了该设计方案完全满足设计指标要求。     

高分辨率空间相机精密热控设计及验证

基于波像差分配理论,提出了某高分辨率空间相机的热控指标.在分析相机空间外热流环境的基础上,进行了热控方案设计,并利用热分析软件进行了高低温工况下的瞬态热分析.结合热平衡试验验证了热设计的有效性和正确性.     

基于热光学技术的空间光学系统热设计

为了验证空间光学系统热设计的合理性,利用光-机-热集成的热光学分析技术论证了空间光学系统的热设计方案。首先,阐述了热光学技术的一般方法以及热光学技术与热设计的关系,同时根据空间光学遥感器所处的空间环境和结构特点,应用被动和主动热控技术对空间光学系统进行了热设计。然后,利用有限元方法对热控后的温度场和热弹性变形进行了分析,得出该温度载荷条件下光学元件表面的变形量及刚体位移量,利用Zemike多项式进行了波面拟合。最后,用CodeV光学设计软件计算了热载荷作用下光学系统的传递函数。结果表明,各种工况下全视场范围内光学系统分辨率为50lp时,传递函数均超过0．5,成像良好,能够满足光学设计指标,热设计方案合理可行。     

空间相机热光学分析与试验验证

为了对空间高分辨率相机热设计提出准确的技术要求,基于光学波像差的基本理论,对某高分辨率空间相机的温度场进行热光学分析.在此基础上确定了热控指标,并在真空罐中进行热真空成像试验,验证了热光学分析的正确性和热控指标的合理性.结果表明:最佳焦面位置与相机温度水平的关系近似成线性关系,最佳焦面位置变化量约0.08～0.1mm.℃-1;当温度水平在(20±1)℃之间变化时,像面处在系统焦深范围内,系统传递函数变化量在0.02左右;当径向温差和轴向温差会大于2℃引起最佳焦面位置发生移动,若不调焦,传函会明显下降.     

基于有限元法的空间相机CCD电箱热控研究

针对空间相机CCD电箱结构复杂、各个构件工作温度要求在合理的范围之内的状况,提出了一种热控措施,旨在保持CCD电箱的构件在合理的温度范围之内,以满足实际的工作要求。对某空间相机CCD电箱进行了合理的三维建模,通过设定材料属性和边界条件,采用有限元法对CCD电箱的各个构件进行了仿真分析。分析结果表明:CCD电箱的电路板温度范围是66.1～100℃,不满足0～2512的要求,应对电路板采取热控措施使其满足温度要求。通过对热控措施进行计算,保证了电路板温差的稳定性,进而说明了这种热控措施在空间相机CCD电箱中的应用是合理可行的。     

空间相机热光学分析与试验验证

为了对空间高分辨率相机热设计提出准确的技术要求,基于光学波像差的基本理论,对某高分辨率空间相机的温度场进行热光学分析.在此基础上确定了热控指标,并在真空罐中进行热真空成像试验,验证了热光学分析的正确性和热控指标的合理性.结果表明:最佳焦面位置与相机温度水平的关系近似成线性关系,最佳焦面位置变化量约0.08～0.1 mm·℃-1|当温度水平在(20±1 )℃之间变化时,像面处在系统焦深范围内,系统传递函数变化量在0.02左右|当径向温差和轴向温差会大于2 ℃引起最佳焦面位置发生移动,若不调焦,传函会明显下降.     

空间光学遥感器热设计

为了保证空间光学遥感器所需温度条件,本着被动热控为主、主动热控为辅的原则对其进行了热设计.首先,分析了遥感器在轨工作模式,建立了遥感器外热流计算模型,根据遥感器各面外热流变化,确定了3个极端工况.然后,以对日低温工况热设计为主对遥感器进行了热设计.最后,对热设计进行了热仿真分析和热试验验证.结果表明:镜组温度水平可控制...     

空间相机的热分析和热设计

空间飞行器在轨道运行过程中，除空间热沉影响外，还会受到太阳辐射、地球红外辐射和地球阳光反照等热因素作用，同时相机内部热源也会影响相机的温度.温度的变化对高分辨率航天相机光学系统成像质量影响很大.热控系统的目的是保证相机的各部分保持在各自的温度范围内.本文对相机整体进行了详细热分析计算，得出了低温、高温初期、高温末期工况以及其他一些情况下相机各部分的温度水平，为相机热控实施提供依据.     

Thermal feature extraction of servers in a datacenter using thermal image registration

Thermal cameras provide fine-grained thermal information that enhances monitoring and enables automatic thermal management in large datacenters. Recent approaches employing mobile robots or thermal camera networks can already identify the physical locations of hot spots. Other distribution information used to optimize datacenter management can also be obtained automatically using pattern recognition technology. However, most of the features extracted from thermal images, such as shape and gradient, may be affected by changes in the position and direction of the thermal camera. This paper presents a method for extracting the thermal features of a hot spot or a server in a container datacenter. First, thermal and visual images are registered based on textural characteristics extracted from images acquired in datacenters. Then, the thermal distribution of each server is standardized. The features of a hot spot or server extracted from the standard distribution can reduce the impact of camera position and direction. The results of experiments show that image registration is efficient for aligning the corresponding visual and thermal images in the datacenter, and the standardization procedure reduces the impacts of camera position and direction on hot spot or server features.     

航天相机主动热控测试系统设计

为了检测航天相机主动热控系统的功能、性能及可靠性,设计了主动热控仿真测试系统。依据传热学基本定律、航天器轨道理论和热控策略,给出了计算航天相机温度场的热网络数学模型,使主动热控系统能在模拟的空间热环境中连续工作,实现了对主动热控系统的闭环仿真测试。采用两个数字电位器相串联的方法模拟温度传感器的走势,得到的最大阻值为100 kΩ,精度达到10Ω,符合设计中对总电阻和电阻变化率的需求,实现了对主动热控系统的功能、性能以及可靠性的仿真测试。     

航天相机主动热控测试系统设计

为了检测航天相机主动热控系统的功能、性能及可靠性,设计了主动热控仿真测试系统。依据传热学基本定律、航天器轨道理论和热控策略,给出了计算航天相机温度场的热网络数学模型,使主动热控系统能在模拟的空间热环境中连续工作,实现了对主动热控系统的闭环仿真测试。采用两个数字电位器相串联的方法模拟温度传感器的走势,得到的最大阻值为100 kΩ,精度达到10Ω,符合设计中对总电阻和电阻变化率的需求,实现了对主动热控系统的功能、性能以及可靠性的仿真测试。     

Sectoral thermal emitter for testing of modern IR systems

The paper presents multi-sector stable IR grey body radiation source, that can be used for testing of MRT. Its main element is monolithic metal plate with a test pattern, made of material with high thermal conductivity. On the surface of the test plate the sectors of different emissivity are created during manufacturing process. As a result when viewed by a thermal camera those sectors exhibit thermal contrast depending mainly on the radiative properties of each sector. The value of thermal contrast between particular sectors can be adjusted by changing the temperature of a test plate with respect to ambient. The emissivity values of particular sectors have been calculated and the procedure of adjusting the thermal contrast has been described, as well as the technology used to create the test plate. The model of described emitter has been tested and the results of temperature values obtained from thermal camera were compared with theoretical, calculated figures. The proposed emitter is dedicated for testing and calibrating of modern observations IR systems.     

高分辨率空间相机精密热控设计及验证

基于波像差分配理论,提出了某高分辨率空间相机的热控指标.在分析相机空间外热流环境的基础上,进行了热控方案设计,并利用热分析软件进行了高低温工况下的瞬态热分析.结合热平衡试验验证了热设计的有效性和正确性.     

Measurement of thermal parameters of a heat insulating material using infrared thermography

The article presents results of research developing methods for determining thermal parameters of a thermal insulating material. This method applies periodic heating as an excitation and an infrared camera is used to measure the temperature distribution on the surface of the tested material. The usefulness of known analytical solution of the inverse problem was examined in simulation study, using a three-dimensional model of the heat diffusion phenomenon in the sample of the material under test. To solve the coefficient inverse problem an approach using an artificial neural network is proposed. The measurements were performed on an experimental setup equipped with a ThermaCAM PM 595 infrared camera and a frame grabber. The experiment allowed verification of the chosen 3-D model of the heat diffusion phenomenon and proved suitability of the proposed test method.     

比值辐射计空间环境适应性设计及验证

结合卫星发射以及在轨运行过程中所处的环境条件,对"积分球+匀光板+电磁光开关"形式的比值辐射计进行空间环境适应性设计.对结构薄弱环节进行强化加固设计,通过降低器件功耗、表面热处理等方式保持比值辐射计在真空热环境下的温度稳定,采用航天级光学涂层辅以结构屏蔽设计保证抗辐照能力.通过力学试验、热真空试验以及积分球光学涂层辐照试验进行验证.力学试验结果显示比值辐射计基频约为540Hz,振动前后比值辐射计辐射比变化小于0.31%,证明比值辐射计具有良好的结构稳定性,空间力学条件下的结构强度和刚度均满足基频大于100 Hz的设计要求.热真空试验过程中比值辐射计遥测输出稳定,各功能模块均工作正常.辐照试验后,比值辐射计光学涂层方向-半球反射比在485nm波段的最大衰变小于2%,红外波段无明显变化,该衰变对定标器在轨应用性能的影响可以忽略.研究结果表明,比值辐射计具有良好的空间环境适应性,可在复杂空间环境下进行稳定、可靠的工作,满足航天应用需求.     

Thermal 3D modeling system based on 3-view geometry

In this paper, we propose a novel thermal three-dimensional (3D) modeling system that includes 3D shape, visual, and thermal infrared information and solves a registration problem among these three types of information. The proposed system consists of a projector, a visual camera and, a thermal camera (PVT). To generate 3D shape information, we use a structured light technique, which consists of a visual camera and a projector. A thermal camera is added to the structured light system in order to provide thermal information. To solve the correspondence problem between the three sensors, we use three-view geometry. Finally, we obtain registered PVT data, which includes visual, thermal, and 3D shape information. Among various potential applications such as industrial measurements, biological experiments, military usage, and so on, we have adapted the proposed method to biometrics, particularly for face recognition. With the proposed method, we obtain multi-modal 3D face data that includes not only textural information but also data regarding head pose, 3D shape, and thermal information. Experimental results show that the performance of the proposed face recognition system is not limited by head pose variation which is a serious problem in face recognition.     

VM-1500热真空试验箱的研制

热真空试验箱是用来模拟太空的真空、冷黑及太阳辐照环境,完成卫星的热平衡、热真空试验,满足卫星研制需要的关键地面大型试验设备。文章概要介绍了研制的一台VM-1500有效试验空间为1200mm×1600mm的空间模拟器的组成、采用的模拟技术、调试及使用情况。使用结果表明:该设备的各系统运行稳定、可靠,模拟室的真空度、热沉温度、温度测量系统等均能满足卫星整星热真空试验的要求。