CN114858689B - 一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法。本发明涉及空间环境模拟与测试技术领域，所述装置包括：测试设备、驱动机构和远程控制***，所述驱动机构上搭载测试设备，所述远程控制***控制驱动机构；所述测试设备包括测试设备主机、测试设备探头和测试设备穿舱线缆，测试设备穿舱线缆连接测试设备主机和测试设备探头；测试设备主机位于综合舱容器内，测试设备主机***设有辐射防护结构；本发明面向地面模拟的真空、高低温、太阳辐照、紫外辐照、带电粒子辐照等空间极端环境因素，可在试验中对样品进行原位、半原位测试。
Description
技术领域
本发明涉及空间环境模拟与测试技术领域，是一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法。
背景技术
为及时、准确的掌握材料、器件及***部件模块在真空、高低温、辐照(太阳、紫外、带电粒子等)等极端综合环境中的演化规律，必需能够在位置、环境状态不变(原位)和位置可变、环境状态不变(半原位)进行测试分析。而且目前针对该方面的测试主要还停留在实验室状态，仪器设备都工作于常规环境，无法满足原位/半原位测试要求。
发明内容
本发明为面向地面模拟的真空、高低温、太阳辐照、紫外辐照、带电粒子辐照等空间极端环境因素，可在试验中对样品进行原位、半原位测试，因此本发明提供了一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法，本发明提供了以下技术方案：
一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，所述装置包括：测试设备、驱动机构和远程控制***，所述驱动机构上搭载测试设备，所述远程控制***控制驱动机构；
所述测试设备包括测试设备主机、测试设备探头和测试设备穿舱线缆，测试设备穿舱线缆连接测试设备主机和测试设备探头；测试设备主机位于综合舱容器内，测试设备主机***设有辐射防护结构；
所述驱动机构包括原位测试设备驱动机构和半原位测试设备驱动机构；原位测试设备驱动机构集成于样品台上，半原位测试设备驱动机构安装于原位副舱内。
优选地，所述装置还包括测试设备驱动机构穿舱线缆，所述测试设备驱动机构穿舱线缆包括原位测试设备驱动机构穿舱线缆和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆；
驱动机构与远程控制***之间由原位测试设备驱动机构穿舱线缆和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆连接以进行传输通讯。
优选地，测试设备探头包括原位测试设备的探头和半原位测试设备的探头；
所述原位测试设备用于耐受粒子辐照，包括放电脉冲测试仪，在辐照过程中开展电学性能测试；
所述半原位测试设备的探头用于不耐或耐受粒子辐照能力较弱，包括拉曼光谱仪、荧光光谱仪和光学性能测试仪，需要在辐照间歇阶段开展测试。
优选地，所述辐射防护结构上设置有防辐射门，供测试及设备维护人员进出。
优选地，所述原位测试设备驱动机构包括折叠组件、Y向移动组件和X/Z向移动组件，驱动原位测试设备探头在X、Y、Z三个方向移动，具备多点测试能力，且在测试结束后可折叠收并。
优选地，半原位测试设备驱动机构包括一级伸展组件、二级伸展组件和转动组件，一级伸展组件为大行程粗调机构，二级伸展组件为短行程精调机构，转动组件可搭载探头数量不少于3个，开展指定性能测试时，将探头转到与样品测试面对应的位置。
优选地，所述辐射防护结构包括骨架和屏蔽层，所述骨架采用钢架结构，所述屏蔽层采用铝板和铅砖搭建而成。
一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽方法，包括以下步骤：
步骤1：将被测样品装夹于样品台上，原位测试设备探头安装在原位测试设备驱动机构上，半原位测试设备探头安装在半原位测试设备驱动机构上；
步骤2：测试人员进入辐射防护结构内开启测试设备主机并设置好参数，使之可通过测试设备穿舱线缆采集信号；准备完成后，关闭舱门开始试验；
步骤3：试验结束后，测试人员再次进入辐射防护结构内，通过测试设备主机导出测试数据，供后续处理与分析。
优选地，在试验过程中，原位副舱内的粒子辐照剂量率通常远低于主舱，且温度接近室温。
优选地，原位测试在真空10-3Pa量级、高低温100K～473K、太阳辐照0.5～2个太阳常数、紫外辐照0～3.5个真空紫外常数、带电粒子辐照环境1.2MeV电子辐照源中稳定工作。
本发明具有以下有益效果：
本发明具有原位/半原位测试***具备光学、电学测试功能；原位测试***可在真空(10-3Pa量级)、高低温(100K～473K)、太阳辐照(0.5～2个太阳常数)、紫外辐照(0～3.5个真空紫外常数)、带电粒子辐照环境(1.2MeV电子辐照源：电子最高能量≥1.2MeV、最高流强≥[email protected]，200keV电子辐照源：电子最高能量≥200keV、最高流强≥50mA@200keV，质子辐照源：终端电压0.1～2MV、质子束流强度≥100μA@全部质子能量范围)中稳定可靠工作；测试设备驱动机构具备同时搭载多个探头的能力。被测样品安装在样品台上，在综合舱容器内接受模拟真空、高低温、太阳辐照、紫外辐照、带电粒子辐照等空间极端环境考核，试验过程中由测试***进行原位/半原位测试。
本发明提出一种空间综合辐照环境原位/半原位测试方法，面向地面模拟的真空、高低温、太阳辐照、紫外辐照、带电粒子辐照等空间极端环境因素，可在试验中对样品进行原位、半原位测试，
附图说明
图1为空间综合辐照环境原位/半原位测试***组成示意图；
图2为安装于样品台的原位测试设备驱动机构组成示意图；
图3为安装于原位副舱的半原位测试设备驱动机构组成示意图；
图4仪器设备屏蔽防护图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。
具体实施例一：
根据图1至图4所示，本发明为解决上述技术问题采取的具体优化技术方案是：本发明涉及一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法。
一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，所述装置包括：测试设备、驱动机构和远程控制***10，所述驱动机构上搭载测试设备，所述远程控制***控制驱动机构；
所述测试设备包括测试设备主机2、测试设备探头3和测试设备穿舱线缆4，测试设备穿舱线缆4连接测试设备主机2和测试设备探头3；测试设备主机2位于综合舱容器内，测试设备主机2***设有辐射防护结构7；
所述驱动机构包括原位测试设备驱动机构5和半原位测试设备驱动机构6；原位测试设备驱动机构5集成于样品台1-1上，半原位测试设备驱动机构6安装于原位副舱内1-2。
所述装置还包括测试设备驱动机构穿舱线缆，所述测试设备驱动机构穿舱线缆包括原位测试设备驱动机构穿舱线缆8和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆9；
驱动机构与远程控制***之间由原位测试设备驱动机构穿舱线缆8和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆9连接以进行传输通讯。
被测样品安装在样品台1-1上，在综合舱容器1内接受模拟真空、高低温、太阳辐照、紫外辐照、带电粒子辐照等空间极端环境考核，试验过程中由测试***进行原位/半原位测试。
测试设备探头3包括原位测试设备的探头3-1和半原位测试设备的探头3-2；
所述原位测试设备用于耐受粒子辐照，包括放电脉冲测试仪，在辐照过程中开展电学性能测试；
所述半原位测试设备的探头用于不耐或耐受粒子辐照能力较弱，包括拉曼光谱仪、荧光光谱仪和光学性能测试仪，需要在辐照间歇阶段开展测试。
所述辐射防护结构7上设置有防辐射门，供测试及设备维护人员进出。
所述原位测试设备驱动机构5包括折叠组件5-1、Y向移动组件5-2和X/Z向移动组件5-3，可驱动原位测试设备探头在X、Y、Z三个方向移动，具备多点测试能力，且在测试结束后可折叠收并，减小占用空间。
半原位测试设备驱动机构6包括一级伸展组件6-1、二级伸展组件6-2和转动组件6-3，一级伸展组件为大行程粗调机构，可驱动探头(3-2)快速伸出原位副舱，二级伸展组件为短行程精调机构，用于精调探头与样品之间的距离，转动组件可搭载探头数量不少于3个，开展指定性能测试时，将探头转到与样品测试面对应的位置。
所述辐射防护结构7包括骨架7-1和屏蔽层7-2，所述骨架采用钢架结构，所述屏蔽层采用铝板和铅砖搭建而成。
一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽方法，包括以下步骤：
步骤1：将被测样品装夹于样品台上，原位测试设备探头安装在原位测试设备驱动机构上，半原位测试设备探头安装在半原位测试设备驱动机构上；
步骤2：测试人员进入辐射防护结构内开启测试设备主机并设置好参数，使之可通过测试设备穿舱线缆采集信号；准备完成后，关闭舱门开始试验；
步骤3：试验结束后，测试人员再次进入辐射防护结构内，通过测试设备主机导出测试数据，供后续处理与分析。
在试验过程中，原位副舱内的粒子辐照剂量率通常远低于主舱，且温度接近室温。
原位测试在真空10-3Pa量级、高低温100K～473K、太阳辐照0.5～2个太阳常数、紫外辐照0～3.5个真空紫外常数、带电粒子辐照环境1.2MeV电子辐照源中稳定工作。
以上所述仅是一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法的优选实施方式，一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置及其测试屏蔽方法的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，其特征是：所述装置包括：测试设备、驱动机构和远程控制***，所述驱动机构上搭载测试设备，所述远程控制***控制驱动机构；
所述测试设备包括测试设备主机、测试设备探头和测试设备穿舱线缆，测试设备穿舱线缆连接测试设备主机和测试设备探头；测试设备主机位于综合舱容器内，测试设备主机***设有辐射防护结构；
所述驱动机构包括原位测试设备驱动机构和半原位测试设备驱动机构；原位测试设备驱动机构集成于样品台上，半原位测试设备驱动机构安装于原位副舱内；
测试设备探头包括原位测试设备的探头和半原位测试设备的探头；
所述原位测试设备用于耐受粒子辐照，包括放电脉冲测试仪，在辐照过程中开展电学性能测试；
所述半原位测试设备的探头不耐或耐受粒子辐照能力较弱，包括拉曼光谱仪、荧光光谱仪和光学性能测试仪，需要在辐照间歇阶段开展测试；
所述原位测试设备驱动机构包括折叠组件、Y向移动组件和X/Z向移动组件，驱动原位测试设备探头在X、Y、Z三个方向移动，具备多点测试能力，且在测试结束后可折叠收并；
半原位测试设备驱动机构包括一级伸展组件、二级伸展组件和转动组件，一级伸展组件为大行程粗调机构，二级伸展组件为短行程精调机构，转动组件可搭载探头数量不少于3个，开展指定性能测试时，将探头转到与样品测试面对应的位置。
2.根据权利要求1所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，其特征是：所述装置还包括测试设备驱动机构穿舱线缆，所述测试设备驱动机构穿舱线缆包括原位测试设备驱动机构穿舱线缆和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆；
驱动机构与远程控制***之间由原位测试设备驱动机构穿舱线缆和半原位测试设备驱动机构穿舱线缆连接以进行传输通讯。
3.根据权利要求1所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，其特征是：所述辐射防护结构上设置有防辐射门，供测试及设备维护人员进出。
4.根据权利要求3所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置，其特征是：所述辐射防护结构包括骨架和屏蔽层，所述骨架采用钢架结构，所述屏蔽层采用铝板和铅砖搭建而成。
5.一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽方法，所述方法是基于如权利要求1所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽装置实现的，其特征是：包括以下步骤：
步骤1：将被测样品装夹于样品台上，原位测试设备探头安装在原位测试设备驱动机构上，半原位测试设备探头安装在半原位测试设备驱动机构上；
步骤2：测试人员进入辐射防护结构内开启测试设备主机并设置好参数，使之可通过测试设备穿舱线缆采集信号；准备完成后，关闭舱门开始试验；
步骤3：试验结束后，测试人员再次进入辐射防护结构内，通过测试设备主机导出测试数据，供后续处理与分析。
6.根据权利要求5所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽方法，其特征是：在试验过程中，原位副舱内的粒子辐照剂量率远低于主舱，且温度等同于室温。
7.根据权利要求6所述的一种空间综合环境原位和半原位测试屏蔽方法，其特征是：原位测试在真空10-3Pa量级、高低温100K～473K、太阳辐照0.5～2个太阳常数、紫外辐照0～3.5个真空紫外常数、带电粒子辐照环境1.2MeV电子辐照源中稳定工作。
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| PI纤维在空间带电粒子辐照下的力学性能损伤;琚丹丹等;装备环境工程;第17卷(第3期);第1-7页 * |
| Preparation and Characterization of MOS Capacitors for in Situ Measurement during Radiation Damagestudies;Ibarra, ML等;International Congress of Science and Technology of Metallurgy and Materials (SAM CONAMET);第9卷;第319-325页 * |
| 微观分***实验设备数据采集与状态监测;沈志雄;中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑(第03期);C031-661 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114858689A (zh) | 2022-08-05 |
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