CN109649694B - 一种电致变色热控机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电致变色热控机构，所述热控机构的上表面是透明的热辐射表面，下表面是基板；上下表面间紧密排列有若干个具有电致变色的热控单元；每个热控单元上表面下方有第一电极层，下表面上方有第二电极层，第一、第二电极层极性相反；两电极层间有一透明中空圆柱体盒子，盒子中心轴向装有可旋转轴，旋转轴两柱面分别装有一带相反电荷的半圆柱。通过控制每个热控单元两电极层的极性，使得两带相反电荷的半圆柱根据电场分布转动到目标位置，从而控制单元上表面的热发射率。本发明的电致变色热控机构结构简单，耗电低，可通过控制每个单元的热发射率实现整个机构表面热辐射发射率的多样控制，进而灵活、有效控制卫星的温度场。

Description

一种电致变色热控机构
技术领域
本发明涉及航天器热控技术领域，尤其涉及一种辐射式热控机构。
背景技术
航天器的热控机构主要用来保证航天器的结构部件和仪器设备在空间环境下处于一个合适的温度范围，使其能够正常工作的机构。当前航天器上广泛采用的热控方式大致分为被动式和主动式两大类。
被动式热控是一种开环式控制，主要依靠合理布局和选用具有适当热物理性能的材料和结构比较简单的热控装置来组织换热过程，这种被动式热控机构简单易行、性能可靠和工作寿命长，但一般不具备自动调节温度的能力。
辐射式主动热控机构是利用驱动器带动动作部件，调节辐射散热能力和控制温度。目前航天器上已经有应用的辐射热控机构有热控百叶窗、热控转盘和柔性叶片热控机构等。这种主动式的热控机构一般是采用闭环式控制，通常由温度敏感器、控制器和执行机构三部分组成。采用主动式的热控机构时，被控对象的温度信息可以反馈到控制器，与预先设定值进行比较，然后根据需要命令执行机构动作，实现温度的自动控制，因其能实现更严苛的温度保证，故在航天器上应用较广，但是这类主动式的热控机构比较复杂，必然增加热控***的质量，耗电量比较大。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种电致变色热控机构，通过控制每个热控单元电极实现整个机构的热辐射特性控制。本发明具体通过如下技术方案实现：
一种电致变色热控机构，所述热控机构的上表面是透明的热辐射表面，下表面是基板；上下表面间紧密排列有若干个具有电致变色的热控单元；每个热控单元上表面下方有第一电极层，下表面上方有第二电极层，第一、第二电极层极性相反；两电极层间有一透明中空圆柱体盒子，盒子中心轴向装有可旋转轴，旋转轴两柱面分别装有一带相反电荷的半圆柱。
作为本发明的进一步改进，所述电极层为红外透明薄膜电极层。
作为本发明的进一步改进，旋转轴与基板及两柱面之间均导热。
作为本发明的进一步改进，其中一个半圆柱带正电荷，表面具有高热发射率，另一个半圆柱带负电荷，表面具有低热发射率。
作为本发明的进一步改进，通过控制每个热控单元电极层的极性，使得两带相反电荷的半圆柱根据电场分布转动到目标位置，从而控制单元上表面的热发射率，进而控制整个面板的热发射率。
作为本发明的进一步改进，当所述热控单元第一电极层为正，第二电极层为负，则带负电荷的半圆柱在上，带正电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有低热发射率。
作为本发明的进一步改进，当所述热控单元第一电极层为负，第二电极层为正，则带正电荷的半圆柱在上，带负电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有高热发射率。
本发明的有益效果是：本发明的电致变色热控机构结构简单，耗电低，可通过控制每个单元的热发射率实现整个机构表面热辐射发射率的多样控制，进而灵活、有效控制卫星的温度场。
附图说明
图1是本发明的电致变色热控机构局部组成示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的电致变色热控机构上表面是透明的热辐射表面2，下表面是基板1。上下表面间紧密排列有若干个具有电致变色的热控单元。图1中仅示出了2个热控单元，热控单元的个数随着热控机构的应用实际而设置，并非因此限制本发明的专利权利范围。
每个热控单元上表面下方有第一电极层3，下表面上方有第二电极层4，第一、第二电极层极性相反。两电极层间有一透明中空圆柱体盒子5，盒子中心轴向装有可旋转轴，旋转轴两柱面分别装有一带相反电荷的半圆柱6，一端带正电荷，表面具有高热发射率，表面另一端带负电荷，具有低热发射率。旋转轴与基板及两柱面之间均导热。所述电极层为红外透明薄膜电极层。通过控制每个热控单元电极层的极性，按照同性相斥，异性相吸的原理，可以使得两带相反电荷的半圆柱根据电场分布转动到目标位置，从而控制单元上表面的热发射率，进而控制整个面板的热发射率。
如热控单元第一电极层为正，第二电极层为负，则带负电荷的半圆柱在上，带正电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有低热发射率。如热控单元第一电极层为负，第二电极层为正，则带正电荷的半圆柱在上，带负电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有高热发射率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电致变色热控机构，其特征在于：所述热控机构的上表面是透明的热辐射表面，下表面是基板；上下表面间紧密排列有若干个具有电致变色的热控单元；每个热控单元上表面下方有第一电极层，下表面上方有第二电极层，第一、第二电极层极性相反；两电极层间有一透明中空圆柱体盒子，盒子中心轴向装有可旋转轴，旋转轴两柱面分别装有一带相反电荷的半圆柱；其中一个半圆柱带正电荷，表面具有高热发射率，另一个半圆柱带负电荷，表面具有低热发射率；通过控制每个热控单元的电极层极性，使得两带相反电荷的半圆柱根据电场分布转动到目标位置，从而控制单元上表面的热发射率，进而控制整个面板的热发射率。
2.根据权利要求1所述的电致变色热控机构，其特征在于：所述电极层为红外透明薄膜电极层。
3.根据权利要求1所述的电致变色热控机构，其特征在于：旋转轴与基板及两柱面之间均导热。
4.根据权利要求1所述的电致变色热控机构，其特征在于：当所述热控单元第一电极层为正，第二电极层为负，则带负电荷的半圆柱在上，带正电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有低热发射率。
5.根据权利要求1所述的电致变色热控机构，其特征在于：当所述热控单元第一电极层为负，第二电极层为正，则带正电荷的半圆柱在上，带负电的半圆柱在下，此时热控单元的上表面具有高热发射率。
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