火星環(huán)境模擬艙

    一、產(chǎn)品說(shuō)明

　　參考美國(guó)好奇號(hào)及Mars2020有關(guān)LIBS載荷地面實(shí)驗(yàn)與標(biāo)定系統(tǒng)的功能及技術(shù)要求，火星環(huán)境模擬艙系統(tǒng)的體積大小能夠容納載荷及測(cè)試樣品，滿足工作距離全程模擬條件，模擬儀器在火星探測(cè)任務(wù)中所處的太空環(huán)境，用于儀器在發(fā)射前完成火星環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)測(cè)試及光譜標(biāo)定。

　　二、設(shè)計(jì)功能要求

　　設(shè)備體積大小能夠容納LIBS儀器和樣品，可以模擬儀器在火星探測(cè)任務(wù)中所處的太空環(huán)境，用于LIBS儀器在發(fā)射前完成火星環(huán)境模擬標(biāo)定。該設(shè)備應(yīng)具備模擬太陽(yáng)輻射、火星大氣成分、環(huán)境溫度變化、風(fēng)沙粉塵環(huán)境幾個(gè)方面的能力

　　1、火星環(huán)境模擬設(shè)備主要組成

　　火星環(huán)境模擬設(shè)備主要包括：實(shí)驗(yàn)艙、真空系統(tǒng)、內(nèi)部環(huán)境氣體模擬系統(tǒng)、加熱制冷溫度系統(tǒng)、光照度系統(tǒng)、粉塵系統(tǒng)和控制與顯示系統(tǒng)，根據(jù)此技術(shù)方案研制出的設(shè)備能夠真實(shí)的模擬火星環(huán)境的冷熱環(huán)境，并能夠?qū)鹦黔h(huán)境的真空度及溫度進(jìn)行有效的控制、監(jiān)測(cè)和記錄，具備較好的密封性、隔熱性和技術(shù)指標(biāo)可控性。

　　三、機(jī)械制冷部分

　　是熱真空試驗(yàn)設(shè)備(機(jī)械制冷)的技術(shù)方案，此方案是根據(jù)提出的熱真空試驗(yàn)設(shè)備(機(jī)械制冷)技術(shù)要求來(lái)設(shè)計(jì)編寫的，該設(shè)備主要用于火星 表面的高真空狀態(tài)下的高低溫試驗(yàn)。此方案摘錄了熱真空試驗(yàn)設(shè)備(機(jī)械制冷)的技術(shù)要求和其他要求，給出了我方對(duì)設(shè)備組成的設(shè)計(jì)和相關(guān)設(shè)備技術(shù)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，同時(shí)，對(duì)設(shè)備的使用條件提出了要求，另外還闡明了其他一些與設(shè)備支持方面有關(guān)的內(nèi)容。它是設(shè)計(jì)制造該設(shè)備的原始文件之一，也是設(shè)備交付驗(yàn)收時(shí)參照的依據(jù)之一。

　　四、設(shè)備的用途及特點(diǎn)

　　該設(shè)備主要用于火星表面的高真空狀態(tài)下的高低溫試驗(yàn)、低氣壓放電試驗(yàn)，也可作為其他小部件在軌的模擬試驗(yàn)設(shè)備。

　　五、設(shè)備系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

　　1、試驗(yàn)艙容器設(shè)計(jì)：

　　1.1、試驗(yàn)艙規(guī)格：試驗(yàn)艙為真空容器且結(jié)構(gòu)為臥式圓通形筒體，下面由支撐架支撐，支撐架直接落地

　　1.2、熱沉內(nèi)尺寸：φ600×800mm(直段)

　　1.3、真空室內(nèi)尺寸：φ650×800mm(直段)

　　1.4、極限空載真空度：4.0×10-7Pa

　　1.5、空載真空度：4.0×10-7 Pa(室溫)(開(kāi)插板閥4小時(shí)內(nèi)到達(dá))

　　1.6、試驗(yàn)溫度范圍：-40℃～+80℃(機(jī)械制冷+紅外熱籠)

　　1.7、溫度變化速率：≥1℃/min(變化速率在驗(yàn)收試件上測(cè)量)

　　升溫從-40℃到+80℃全程平均

　　降溫從+80℃到-40℃全程平均

　　1.8、溫度均勻度：±3℃(在溫度穩(wěn)定情況、真空狀態(tài)下)

　　1.9、溫度控制精度：　±1℃(在溫度穩(wěn)定下測(cè)量)

　　1.10、控溫方式：PLC與手動(dòng)并存，所有操作都在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)自動(dòng)指令、計(jì)算機(jī)自動(dòng)顯示、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分路自動(dòng)報(bào)警和保護(hù)、并有故障自動(dòng)診斷功能，工控機(jī)模塊管理系統(tǒng)，有相應(yīng)的互鎖裝置，可熱議編程做溫度循環(huán)試驗(yàn)。

　　1.11、污染度分析：用微量天平測(cè)試污染量。天平的頻率：20MHz。

　　1.12、殘余氣體分析：用四極質(zhì)譜儀監(jiān)測(cè)容器內(nèi)的殘余氣體。質(zhì)量范圍：200質(zhì)量數(shù)、H200M(英?？倒?

　　1.13、低氣壓放電條件：真空范圍1.33Pa常壓處可實(shí)現(xiàn)壓力保持。

　　六、設(shè)備配置要求(摘錄)

　　(1)設(shè)備總配置：需配齊所有的外設(shè)(循環(huán)水機(jī)、氣源、多種法蘭等)

　　(2)抽氣系統(tǒng)：

　　A 主抽分子泵：3600L/s

　　B 前級(jí)泵：TRP-36機(jī)械泵

　　(4)真空測(cè)量系統(tǒng)：選國(guó)內(nèi)質(zhì)量好的皮拉尼、電離計(jì)、數(shù)顯真空計(jì)

　　(5)加熱及制冷系統(tǒng)：采用新技術(shù)的進(jìn)口制冷水冷壓縮機(jī)組，用PID溫控調(diào)節(jié)，采用穩(wěn)定、可靠的控溫方式，即機(jī)械制冷+熱籠控溫。其他制冷系統(tǒng)部件均采用良好的部件。

　　(6)熱沉結(jié)構(gòu)：使用放氣量極小的紫銅或不銹鋼制成，并且熱沉溫度分布均勻。

　　(7)真空室： 采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，或其他性能更好的不銹鋼，應(yīng)8mm為宜。

　　(8)觀察窗：大門240mm

　　(9)內(nèi)部照明：100W

　　(10)真空法蘭：在容器兩側(cè)開(kāi)多個(gè)240mm的法蘭。

　　(11)測(cè)量位置：皮拉尼、電離規(guī)安裝在容器前部。

　　(12)容器內(nèi)支架板：支架板的尺寸應(yīng)盡可能大，支架板的受力點(diǎn)應(yīng)在罐體上。

　　(13)總控制系統(tǒng)：此套設(shè)備為全自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　(14)設(shè)備特點(diǎn)：此設(shè)備為臥式純無(wú)油高真空系統(tǒng)。

　　(15)在分子泵抽氣口位置安裝機(jī)械冷阱(分子泵只在特殊條件下使用)。