一、产品说明
参考美国好奇号及Mars2020有关LIBS载荷地面实验与标定系统的功能及技术要求,火星环境模拟舱系统的体积大小能够容纳载荷及测试样品,满足工作距离全程模拟条件,模拟仪器在火星探测任务中所处的太空环境,用于仪器在发射前完成火星环境模拟实验测试及光谱标定。
二、设计功能要求
设备体积大小能够容纳LIBS仪器和样品,可以模拟仪器在火星探测任务中所处的太空环境,用于LIBS仪器在发射前完成火星环境模拟标定。该设备应具备模拟太阳辐射、火星大气成分、环境温度变化、风沙粉尘环境几个方面的能力
1、火星环境模拟设备主要组成
火星环境模拟设备主要包括：实验舱、真空系统、内部环境气体模拟系统、加热制冷温度系统、光照度系统、粉尘系统和控制与显示系统,根据此技术方案研制出的设备能够真实的模拟火星环境的冷热环境,并能够对火星环境的真空度及温度进行有效的控制、监测和记录,具备较好的密封性、隔热性和技术指标可控性。
三、机械制冷部分
是热真空试验设备(机械制冷)的技术方案,此方案是根据提出的热真空试验设备(机械制冷)技术要求来设计编写的,该设备主要用于火星 表面的高真空状态下的高低温试验。此方案摘录了热真空试验设备(机械制冷)的技术要求和其他要求,给出了我方对设备组成的设计和相关设备技术内容的设计,同时,对设备的使用条件提出了要求,另外还阐明了其他一些与设备支持方面有关的内容。它是设计制造该设备的原始文件之一,也是设备交付验收时参照的依据之一。
四、设备的用途及特点
该设备主要用于火星表面的高真空状态下的高低温试验、低气压放电试验,也可作为其他小部件在轨的模拟试验设备。
五、设备系统主要技术指标
1、试验舱容器设计：
1.1、试验舱规格：试验舱为真空容器且结构为卧式圆通形筒体,下面由支撑架支撑,支撑架直接落地
1.2、热沉内尺寸：φ600×800mm(直段)
1.3、真空室内尺寸：φ650×800mm(直段)
1.4、极限空载真空度：4.0×10-7Pa
1.5、空载真空度：4.0×10-7 Pa(室温)(开插板阀4小时内到达)
1.6、试验温度范围：-40℃～+80℃(机械制冷+红外热笼)
1.7、温度变化速率：≥1℃/min(变化速率在验收试件上测量)
升温从-40℃到+80℃全程平均
降温从+80℃到-40℃全程平均
1.8、温度均匀度：±3℃(在温度稳定情况、真空状态下)
1.9、温度控制精度： ±1℃(在温度稳定下测量)
1.10、控温方式：PLC与手动并存,所有操作都在计算机上实现,计算机自动指令、计算机自动显示、自动监测、分路自动报警和保护、并有故障自动诊断功能,工控机模块管理系统,有相应的互锁装置,可热议编程做温度循环试验。
1.11、污染度分析：用微量天平测试污染量。天平的频率：20MHz。
1.12、残余气体分析：用四极质谱仪监测容器内的残余气体。质量范围：200质量数、H200M(英福康公司)
1.13、低气压放电条件：真空范围1.33Pa常压处可实现压力保持。
六、设备配置要求(摘录)
(1)设备总配置：需配齐所有的外设(循环水机、气源、多种法兰等)
(2)抽气系统：
A 主抽分子泵：3600L/s
B 前级泵：TRP-36机械泵
(4)真空测量系统：选国内质量好的皮拉尼、电离计、数显真空计
(5)加热及制冷系统：采用新技术的进口制冷水冷压缩机组,用PID温控调节,采用稳定、可靠的控温方式,即机械制冷+热笼控温。其他制冷系统部件均采用良好的部件。
(6)热沉结构：使用放气量极小的紫铜或不锈钢制成,并且热沉温度分布均匀。
(7)真空室： 采用不锈钢1Cr18Ni9Ti,或其他性能更好的不锈钢,应8mm为宜。
(8)观察窗：大门240mm
(9)内部照明：100W
(10)真空法兰：在容器两侧开多个240mm的法兰。
(11)测量位置：皮拉尼、电离规安装在容器前部。
(12)容器内支架板：支架板的尺寸应尽可能大,支架板的受力点应在罐体上。
(13)总控制系统：此套设备为全自动控制系统。
(14)设备特点：此设备为卧式纯无油高真空系统。
(15)在分子泵抽气口位置安装机械冷阱(分子泵只在特殊条件下使用)。
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