空間小型CCD相機(jī)的熱分析研究.pdf

1、本課題研究的空間小型CCD(電荷耦合)相機(jī)是小衛(wèi)星的唯一有效載荷，其所處的空間熱環(huán)境非常復(fù)雜。如果不采取適當(dāng)?shù)臒峥卮胧┍厝粚?dǎo)致光學(xué)元件中產(chǎn)生溫度梯度，進(jìn)而產(chǎn)生熱應(yīng)力及熱變形，造成光學(xué)元件相對(duì)位置的漂移及光學(xué)成像鏡面畸變，從而影響成像質(zhì)量。并且小衛(wèi)星總體對(duì)CCD相機(jī)尺寸與質(zhì)量有嚴(yán)格限制，因此，如何采取簡(jiǎn)單、有效的熱控措施，保證CCD相機(jī)在空間熱環(huán)境下具有可靠的光學(xué)性能和成像質(zhì)量，即保證光學(xué)鏡片之間處于精確的相對(duì)位置、鏡片面形的變化處于光學(xué)

2、容差內(nèi)，以及電路系統(tǒng)處于工作溫度范圍是本文研究的主要內(nèi)容。 為保證CCD相機(jī)在空間熟環(huán)境條件下正常工作，并滿足分辨力技術(shù)指標(biāo)，本文運(yùn)用傳熱學(xué)基本理論和有限元分析方法，完成以下工作： 1)研究了空間相機(jī)溫度場(chǎng)和溫度梯度的影響因素以及本相機(jī)所處的空間熱環(huán)境；2)在給定工況下，對(duì)采取熱控措施前后的遮光罩的溫度場(chǎng)和熱彈性變形進(jìn)行對(duì)比；3)圍繞該相機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)的技術(shù)要求，進(jìn)行了非敏感化鏡頭部件熱設(shè)計(jì)；4)應(yīng)用溫度指標(biāo)法，確定了鏡頭部

3、件的溫度指標(biāo)；5)進(jìn)行了電路箱體部件的熱設(shè)計(jì)；6)根據(jù)對(duì)鏡頭部件和電路箱體部件的熱設(shè)計(jì)，在給定工況下，對(duì)采取熱控措施前后的整個(gè)相機(jī)的溫度分布進(jìn)行對(duì)比。 結(jié)果表明：對(duì)于本課題研究的空間小型CCD相機(jī)，1)通過采取熱控措施前后對(duì)遮光罩的熱結(jié)構(gòu)耦合分析，采取的熱控措施能夠?qū)⒄诠庹值淖冃瘟靠刂圃谠O(shè)計(jì)要求內(nèi)；2)通過對(duì)整機(jī)的溫度場(chǎng)分析，采取的鏡頭部件非敏感化熱設(shè)計(jì)及電路箱體部件熱設(shè)計(jì)能夠保證鏡頭部件和電路箱體部件處于正常工作溫度范圍；3)