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高精度微小壓力傳感器在航天器艙門快速檢漏中的關鍵作用

發布時間:2016-12-30      發布人:向日葵app在线观看污公司      點擊:

北京時間2016年10月19日淩晨,神舟十一號飛船追上了天宮二號,和它緊緊連接在一起。早上,“天宮”的大門徐徐開啟,航天員景海鵬、陳冬像遊魚般先後飄入。設置在天宮二號內部的鏡頭記錄了這曆史性的瞬間。無論是“天宮”還是飛船,艙門技術含量絕不簡單。通過從中國航天科技集團了解到,航天員在太空飛行期間要經曆多次穿艙活動,都需要打開和關閉艙門。艙門是否密封良好,對維持艙內氣體具有決定性作用。同時,精準快速檢測艙門的密封性也至關重要。

微小壓力傳感器

從上世紀90年代開始,航天科技集團瞄準國家空間技術發展,開展了國家863課題“空間飛行器動靜密封材料”研究,研製出的密封材料符合歐空局及美國宇航局空間材料篩選標準,達到國外同類材料先進水平。天宮二號作為我國第一個真正意義上的空間實驗室,其係列密封件產品規格更多,安全性、穩定性要求更高,除了要求密封性能安全可靠,還要求材料安全無毒,能經受住-70℃到200℃高低溫交變、高真空、強紫外輻射、帶點粒子輻照和原子氧侵蝕等複雜環境的長期考驗,不產生降解、老化和龜裂。密封材料的規格多樣,形狀各異,大的直徑長達一米多,小的隻有十幾毫米,要求艙體密封件可安全使用30年。

早期飛船采用整艙加壓,通過監測艙壓的變化來檢測艙門的密封性。這種方法準確、可靠,但耗時較長,對於早期無人飛船任務來說影響不大,但在分秒必爭的航天員空間試驗任務中會浪費大量時間,迫切需要改進檢測手段。

在此背景下,我國成功研發艙門快速檢漏儀,實現了對艙門和對接麵快速、準確檢漏,填補了國內在該領域的空白。目前,艙門快速檢漏儀已成為載人航天飛行器的“標配”設備。艙門關閉後,門體上的兩道密封圈與門框之間會形成一個“小艙”。這種微小壓力檢測裝置創新性地利用了艙門的特有結構,在工作時向小艙內充入一定量的檢測氣體,通過監測小艙內壓力的變化來判斷艙門的密封情況。如果發生泄漏,它會立刻發出報警指示。航天員要對艙門進行處理,經過再次檢漏合格後,才能進入艙內。

利用壓力變化比較快速和明顯的特點,檢測裝置可以在幾分鍾內快速給出測試結果。檢測裝置的核心部件內部采用高精度微小壓力傳感器檢測,並輸出被檢小艙的壓力信號變化,利用電控單元中的高準確度脈衝頻率采集技術,能夠將氣體壓力采集精度控製在十幾帕,保證了快速檢漏結果的準確性。高精度微小壓力傳感器是整套檢測裝置的核心關鍵,據了解,這種高精度微小壓力傳感器具有自主知識產權,從壓力敏感芯片到信號處理電路全部采用國產,擺脫了核心部件依賴進口的困局。