辐射加热装置及微型生物试验卫星的制作方法

allin2023-04-06  60



1.本技术涉及热控制设备技术领域,尤其是涉及一种辐射加热装置及微型生物试验卫星。


背景技术:

2.微型生物试验卫星是由平台舱、生物舱、独立天线共同组成的生物卫星实验系统,其中生物舱有严格的保温保压要求。
3.热控系统是卫星的重要系统之一。几乎所有的卫星都需要采取一定的热控措施,以保证卫星上各种仪器设备能处在期望的温度范围内。性能优越的热控系统,是保证各类卫星和航天器可靠运行必不可少的基本条件。
4.生物载荷在研究空间生物试验、太空育种、太空医药、失重条件对生物的影响等方面有着重要意义。以往的空间生物实验往往由飞船、空间站等大型载人航天器或专用航天器完成,这种航天器制造周期长,发射成本极高。随着生物医药和商业航天行业的快速发展,对一种低成本小型生物试验用航天器的需求逐渐显露。
5.对于生物质实验材料来说,其最大的特点之一就是对于温度的敏感性远远高于传统的金属和半导体器件,大部分细胞的适宜温度区间只有几摄氏度。因而在接近绝对零度的宇宙空间中,要对只有几克重量的生物质材料实现精准控温,需要对于加热功率的精准控制,同时尽可能降低对于航天器资源的利用,以减少发射成本适应商业需求。


技术实现要素:

6.本技术的目的在于提供一种辐射加热装置及微型生物试验卫星,以在一定程度上解决现有技术中存在的需要在宇宙空间中对生物质材料实现精准温控的技术问题。
7.本技术提供了一种辐射加热装置,包括辐射热源、均匀辐射构件及隔热构件:
8.所述辐射热源具有用于面向待加热部的第一侧和背离于所述待加热部的第二侧,所述均匀辐射构件设置于所述辐射热源的第一侧,所述隔热构件设置于所述辐射热源的第二侧。
9.在上述技术方案中,进一步地,所述均匀辐射构件为均匀辐射层,所述均匀辐射层与所述辐射热源相贴合;
10.所述隔热构件为隔热层。
11.在上述任一技术方案中,进一步地,所述均匀辐射层为聚酰亚胺层。
12.在上述任一技术方案中,进一步地,所述均匀辐射层为黑色聚酰亚胺层。
13.在上述任一技术方案中,进一步地,所述隔热层为镀铝层。
14.在上述任一技术方案中,进一步地,所述辐射热源包括电热丝。
15.在上述任一技术方案中,进一步地,所述辐射热源还包括聚酰亚胺封装层,所述聚酰亚胺封装层的内部形成有真空封装腔,所述电热丝封装在所述真空封装腔内。
16.在上述任一技术方案中,进一步地,所述辐射加热装置还包括安装板,所述辐射热
源和所述隔热构件分别设置于所述安装板的两侧。
17.在上述任一技术方案中,进一步地,所述安装板的材质为非金属材质。
18.本技术还提供了一种微型生物试验卫星,包括生物质实验材料和上述任一技术方案所述的辐射加热装置;
19.所述辐射加热装置的均匀辐射构件与所述生物质实验材料相面对并间隔设置。
20.与现有技术相比,本技术的有益效果为:
21.本技术提供的辐射加热装置包括辐射热源、均匀辐射构件及隔热构件。
22.辐射热源具有用于面向生物质实验材料的第一侧和背离于生物质实验材料的第二侧,均匀辐射构件设置于辐射热源的第一侧,从而通过均匀辐射构件及时吸收辐射热源产生的热量,并对生物质实验材料进行辐射加热,以实现对于生物质材料的精准控温。
23.具体而言,均匀辐射构件须要具有不小于0.9的发射率,以确保在辐射热源的温度不变的情况下,相较于其他热辐射构件,能够辐射更多的热量。
24.此外,在辐射热源的温度相同以及隔热构件的面积和形状相同的情况下,隔热构件的发射率越低,那么隔热构件所辐射的热量越少,因而,需要将隔热构件设置为具有低发射率的构件,从而通过将隔热构件设置于辐射热源的第二侧,使得辐射热源产生的热量能够被充分利用,减小辐射损失,进而使得由辐射热源所产生的热量,可控的向第一侧进行辐射,也就是向生物质材料进行辐射。
25.本技术提供的微型生物试验卫星,包括生物质实验材料和上述的辐射加热装置。
26.在宇宙空间中,由于自然对流不存在,而生物材料本身的导热性能往往很差,辐射加热更利于控制加热量和温度分布,上述的辐射加热装置,其制作成本低,对于控制上位机的要求精度低,能源消耗少,能够降低对于航天器资源的利用,以减少发射成本适应商业需求,此外,能够利用5w以内的功耗以及通断控制反馈,实现近地轨道航天器中少量生物质材料的精准温控,尤其是对于0-10g量级的生物质材料进行精准温控。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本技术的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1为本技术实施例提供的辐射加热装置在微型生物试验卫星中的使用状态的爆炸图;
29.图2为本技术实施例提供的辐射加热装置在微型生物试验卫星中的使用状态的结构示意图。
30.附图标记:
31.1-生物培养皿;2-辐射加热装置;20-黑色聚酰亚胺层;21-辐射热源;22-安装板;23-镀铝层。
具体实施方式
32.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例
中附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围,而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
33.在本技术实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外,术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
35.在本技术实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.如在此所使用的,术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。
37.为了易于描述,在这里可使用诸如“在
……
之上”、“上部”、“在
……
之下”和“下部”的空间关系术语,以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外,还包含装置在使用或操作中的不同方位。
38.在此使用的术语仅用于描述各种示例,并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明,否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
39.由于制造技术和/或公差,可出现附图中所示的形状的变化。因此,这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状,而是包括在制造期间出现的形状上的改变。
40.实施例一
41.参见图1和图2所示,本技术的实施例提供了一种辐射加热装置2包括辐射热源21、均匀辐射构件及隔热构件。
42.辐射热源21具有用于面向待加热部的第一侧和背离于待加热部的第二侧,也即辐射热源21用于以第一侧面向待加热部的方式,对待加热部进行加热。
43.均匀辐射构件设置于辐射热源21的第一侧,也即均匀辐射构件位于辐射热源21与待加热部之间,避免辐射热源21对待加热部直接加热而引起加热不精确及不稳定等问题。
44.从而均匀辐射构件将待加热部产生的热量吸收后,向待加热部均匀且稳定地辐
射,进而确保对于待加热部进行稳定且精确地加热。
45.隔热构件设置于辐射热源21的第二侧,从而避免辐射热源21的热量向待加热部的反方向辐射,进而减小辐射热源21产生的热量的浪费,提高这部分热量的利用率。
46.本实施例中,均匀辐射构件为均匀辐射层,均匀辐射层与辐射热源21相贴合,也就是说,均匀辐射构件被配置为层状。
47.隔热构件为隔热层,也就是说,隔热构件被配置为层状。
48.从而通过将均匀辐射构件配置为层状,以及将隔热构件配置为层状,使得该辐射加热装置2的结构更加轻薄、紧凑,避免能源浪费。
49.其中,均匀辐射层与辐射热源21相贴合,能够使得辐射热源21以热传导的方式向均匀辐射层传递热量,提高均匀辐射层的吸热效率。
50.本实施例的可选方案中,均匀辐射层为聚酰亚胺层,具有优异的热稳定性、耐化学腐蚀性和机械性能,且耐久性好。
51.具体而言,均匀辐射层为黑色聚酰亚胺层20,能够进一步提高对于辐射热源21产生的热量的吸收率。
52.本实施例的可选方案中,辐射热源21包括电热丝,有利于使得辐射热源21轻薄化,从而使该辐射加热装置2整体结构更紧凑。
53.本实施例中,辐射热源21还包括聚酰亚胺封装层,聚酰亚胺封装层的内部形成有真空封装腔,电热丝封装在真空封装腔的内部,进一步提高辐射热源21产生的热量的利用率。
54.本实施例中,隔热层为镀铝层23,镀铝层23具有良好的隔热性能,进一步减小对于辐射热源21所产生热量的浪费。
55.本实施例的可选方案中,辐射加热装置2还包括安装板22,辐射热源21和隔热层分别设置于安装板22的两侧。
56.从而通过安装板22对辐射热源21进行支撑,阻止隔热层对辐射热源21和安装板22所携带的热量向待加热构件的反方向散失。
57.本实施例中,安装板22的材质为非金属材质,例如安装板22为塑料。
58.从而减小安装板22对于辐射热源21产生的热量的吸收量,进而减小对于辐射热源21产生的热量的浪费。
59.实施例二
60.实施例二提供了一种微型生物试验卫星,该实施例包括实施例一中的辐射加热装置,实施例一所公开的辐射加热装置的技术特征也适用于该实施例,实施例一已公开的辐射加热装置的技术特征不再重复描述。
61.结合图1和图2所示,本实施例提供的微型生物试验卫星包括生物质实验材料及辐射加热装置。
62.辐射加热装置2的均匀辐射构件与生物质实验材料相面对并间隔设置,从而通过该辐射加热装置2对生物质实验材料进行辐射加热,以确保对于微型生物试验卫星内的生物质实验材料进行精准温控。
63.可选地,生物质实验材料为生物培养皿1。
64.本实施例中的微型生物试验卫星具有实施例一中的辐射加热装置的优点,实施例
一所公开的所述辐射加热装置的优点在此不再重复描述。
65.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术特征:
1.一种辐射加热装置,其特征在于,包括辐射热源、均匀辐射构件及隔热构件:所述辐射热源具有用于面向待加热部的第一侧和背离于所述待加热部的第二侧,所述均匀辐射构件设置于所述辐射热源的第一侧,所述隔热构件设置于所述辐射热源的第二侧。2.根据权利要求1所述的辐射加热装置,其特征在于,所述均匀辐射构件为均匀辐射层,所述均匀辐射层与所述辐射热源相贴合;所述隔热构件为隔热层。3.根据权利要求2所述的辐射加热装置,其特征在于,所述均匀辐射层为聚酰亚胺层。4.根据权利要求3所述的辐射加热装置,其特征在于,所述均匀辐射层为黑色聚酰亚胺层。5.根据权利要求2所述的辐射加热装置,其特征在于,所述隔热层为镀铝层。6.根据权利要求1所述的辐射加热装置,其特征在于,所述辐射热源包括电热丝。7.根据权利要求6所述的辐射加热装置,其特征在于,所述辐射热源还包括聚酰亚胺封装层,所述聚酰亚胺封装层的内部形成有真空封装腔,所述电热丝封装在所述真空封装腔内。8.根据权利要求1所述的辐射加热装置,其特征在于,还包括安装板,所述辐射热源和所述隔热构件分别设置于所述安装板的两侧。9.根据权利要求8所述的辐射加热装置,其特征在于,所述安装板的材质为非金属材质。10.一种微型生物试验卫星,其特征在于,包括生物质实验材料及权利要求1至9中任一项所述的辐射加热装置;所述辐射加热装置的均匀辐射构件与所述生物质实验材料相面对并间隔设置。

技术总结
本申请涉及热控制设备技术领域,尤其是涉及一种辐射加热装置及微型生物试验卫星。该辐射加热装置包括辐射热源、均匀辐射构件及隔热构件。辐射热源具有用于面向待加热部的第一侧和背离于待加热部的第二侧,均匀辐射构件设置于辐射热源的第一侧,隔热构件设置于辐射热源的第二侧。该微型生物试验卫星包括该辐射热源。因而该辐射热源和该微型生物试验卫星,辐射加热更利于控制加热量和温度分布,其制作成本低,对于控制上位机的要求精度低,能源消耗少,能够降低对于航天器资源的利用,以减少发射成本适应商业需求。射成本适应商业需求。射成本适应商业需求。


技术研发人员:尹航 张晓屿 陈绍杰 冉方圆 张晓林 孙萌 连红奎 薛鹏飞 李亚丽 王娜
受保护的技术使用者:北京微焓科技有限公司
技术研发日:2022.01.12
技术公布日:2022/7/5
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