衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置，包括環(huán)境溫濕度采集器、報警裝置、控制器模塊、控溫儀模塊，控溫儀模塊同時控制容納衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備被控對象的30路加熱器的功率輸出，并通過30路熱敏電阻實際測量被控對象的溫度并反饋給控溫儀模塊，控制器模塊與控溫儀模塊交互通信并分別電連接有報警裝置，控制器模塊通過環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，并利用30路熱敏電阻的分度值和被控對象所要求的濕度值計算出需控制的溫度值，并使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制。
【專利說明】衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機械設(shè)備的濕度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕 度控制裝置，同時也提供了一種基于該控制裝置的濕度控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 航天器部分設(shè)備為濕度敏感設(shè)備，主要包括帆板驅(qū)動機構(gòu)（SADA、BAPTA)、天線驅(qū) 動機構(gòu)（GDA)、紅外地球敏感器、控制力矩陀螺、散射計、輻射計等。通常，具有轉(zhuǎn)動功能的設(shè) 備，一般濕度要求為< 45%，濕度超標(biāo)情況時間過長，設(shè)備軸承潤滑劑性可能下降，影響活 動部件性能；信號環(huán)、功率環(huán)（銀合金）可能局部氧化，出現(xiàn)信號傳遞異常。
[0003] 濕度敏感設(shè)備在單機存放期間，通過單機包裝箱保證存放濕度環(huán)境滿足要求，設(shè) 備裝星后，在航天器AIT的（裝配、集成、測試）整個過程中，由于AIT大廳的濕度環(huán)境保證 為30%?60%，可能超出濕度敏感設(shè)備的要求范圍，需要對星上的濕度敏感設(shè)備進(jìn)行單獨 的濕度控制，滿足要求范圍。
[0004] 目前，航天器濕度敏感器設(shè)備一般通過加溫除濕儀控制特殊設(shè)備的濕度，主要原 理為：不管航天器所處環(huán)境濕度怎樣變化，控制除濕儀的固定加熱溫度為30°，除濕儀通 過蓄電池直流供電，24小時更換一次蓄電池。主要存在以下問題：當(dāng)環(huán)境濕度小于30% 時，除濕儀還會按照30°加熱，而此時濕度敏感設(shè)備本身所處環(huán)境濕度較小，實際不用加溫 除濕，未根據(jù)環(huán)境濕度實時變化控制目標(biāo)溫度；人工更換蓄電池，工作量大，且更換不及時 容易引起供電電壓較低，影響除濕效果；一臺除濕儀只能控制一個除濕回路，當(dāng)星上回路較 多時，原有除濕儀的擺放空間和數(shù)量都嚴(yán)重受限。
[0005] 針對上述問題，需要開發(fā)一種新型的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置，以及控 制裝置的控制方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是提出了一種新型衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置及方法，旨在解決 航天器多個濕度敏感設(shè)備實時、集成濕度控制的難題，同時具有高可靠安全電源和完善的 報警功能。
[0007] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0008] -種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置，主要包括：環(huán)境溫濕度采集器、報警裝 置、控制器模塊、控溫儀模塊，220V交流電源供電給控制器模塊，220V交流電源經(jīng)過變壓后 輸出28V直流給控溫儀模塊直流供電，控溫儀模塊同時控制衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備被控對象的 30路加熱器的功率輸出，并通過30路熱敏電阻實際測量被控對象的溫度并反饋給控溫儀 模塊，環(huán)境溫濕度采集器用于實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度并將環(huán)境溫度和環(huán) 境濕度的數(shù)值反饋給控制器模塊，控制器模塊與控溫儀模塊交互通信并分別電連接有報警 裝置，報警裝置具有超溫、短路、斷路、控制器死機的異常工況的報警功能，控制器模塊通過 環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，并利用30路熱敏電阻的分度 值（即熱敏電阻在不同溫度下給出的電阻值。）和被控對象所要求的濕度值計算出需控制 的溫度值，并使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制。
[0009] 其中，被控對象為衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備。
[0010] 其中，開關(guān)比例控制法是指當(dāng)熱敏電阻實際測量溫度Um(電壓值）與設(shè)定溫度 Us (電壓值）間的絕對誤差大于0. 3°C時，控溫儀模塊按開關(guān)方式控溫，小于0. 3°C時按全功 率的一定比例進(jìn)行加熱，以補償被控對象的漏熱損失。
[0011] 其中，按全功率的一定比例進(jìn)行加熱時加熱功率的調(diào)節(jié)依靠改變每一控制周期內(nèi) 加熱電流的持續(xù)時間來實現(xiàn)。
[0012] 一種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制方法，包括以下步驟：
[0013] 第一步，星上濕度敏感設(shè)備上粘貼除濕用的熱敏電阻和加熱片，在所述設(shè)備安裝 前完成，粘貼完成后通過引線檢查導(dǎo)通電阻和絕緣阻值，確保導(dǎo)通阻值滿足設(shè)計要求，絕緣 阻值大于20ΜΩ ;熱敏電阻和加熱片的引線長度根據(jù)所述設(shè)備在衛(wèi)星上的安裝位置及總裝 工況決定；
[0014] 第二步，控溫儀模塊與星上濕度敏感設(shè)備的熱敏電阻和加熱片的加熱回路的連接 為插針插孔連接，控溫儀模塊的電纜連接端為插孔，所述設(shè)備的引線連接端為插針，按熱敏 電阻和加熱回路設(shè)計對應(yīng)關(guān)系，將對應(yīng)的插針插孔插接，最后將控溫儀模塊的電纜適當(dāng)固 定；
[0015] 第三步，與控溫儀模塊互相通信的控制器模塊，按照衛(wèi)星溫度敏感設(shè)備的濕度控 制要求，設(shè)置30路的各路除濕控制參數(shù)，參數(shù)主要包括粘貼熱敏電阻的分度表參數(shù)，要求 控制的相對濕度值和報警溫度值，控制器模塊可對各控溫回路的參數(shù)進(jìn)行修改，修改好的 參數(shù)默認(rèn)保存在控制器模塊中；
[0016] 第四步，開啟控制器模塊，然后依次開啟需要加熱除濕的回路，各路加熱器的指示 燈亮起，表明加熱器開始工作；
[0017] 第五步，控溫儀模塊開啟后，控制器模塊通過環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大 廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，并利用30路熱敏電阻的分度值和被控對象所要求的濕度值計 算出需控制的溫度值，并使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制，并查 報警裝置是否正常即可。
[0018] 其中，第二步驟中，將對應(yīng)的插針插孔插接后用3M膠帶做絕緣保護(hù)。
[0019] 本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置及方法，根據(jù)星上要求濕度控制的單機 多，產(chǎn)品布局不規(guī)則的特點，研究出以濕空氣焓濕圖為基本除濕原理、采取高可靠安全性電 源、30個控溫回路單獨控制、以濕度為控制目標(biāo)的實時控制、具有超溫、短路、斷路等報警措 施的航天器智能除濕系統(tǒng)，滿足航天器活動部件濕度控制要求，解決了航天器多個活動部 件濕度集成控制要求的難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 其中：1 :溫濕度采集器2 :報警裝置3 :控制柜4 :計算機模塊5 :控溫儀模塊6 :變 壓電源。
[0022] 圖2是本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置的內(nèi)部電連接結(jié)構(gòu)圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置的控制算法模型圖。

【具體實施方式】
[0024] 以下介紹的是作為本發(fā)明所述內(nèi)容的【具體實施方式】，下面通過【具體實施方式】對本 發(fā)明的所述內(nèi)容作進(jìn)一步的闡明。當(dāng)然，描述下列【具體實施方式】只為示例本發(fā)明的不同方 面的內(nèi)容，而不應(yīng)理解為限制本發(fā)明范圍。
[0025] 圖1是本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所 示，本發(fā)明的用于新型衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制，主要包括溫濕度采集器1、報警裝置2、 控制柜3、計算機模塊4、控溫儀模塊5、變壓電源6等，計算機模塊4通過緊固件安裝在控制 柜3上部，控溫儀模塊5通過緊固件固定在控制柜3中間位置，變壓電源6模塊通過緊固件 固定在控制柜3下部，報警裝置2和溫濕度采集器1安裝于控制柜3正上方，各個模塊通過 電纜互聯(lián)。而本發(fā)明的衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置的內(nèi)部電連接結(jié)構(gòu)圖如圖2所示， 該衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制裝置主要包括：環(huán)境溫濕度采集器、報警裝置、控制器模塊、 控溫儀模塊，220V交流電源供電給控制器模塊，220V交流電源經(jīng)過變壓后輸出28V直流給 控溫儀模塊直流供電，控溫儀模塊同時控制容納衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的被控對象內(nèi)的30路 加熱器的功率輸出，并通過30路熱敏電阻實際測量被控對象（衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備）的溫度 并反饋給控溫儀模塊，環(huán)境溫濕度采集器用于實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度并 將環(huán)境溫度和環(huán)境濕度的數(shù)值反饋給控制器模塊，控制器模塊與控溫儀模塊交互通信并分 別電連接有報警裝置，報警裝置具有超溫、短路、斷路、控制器死機的異常工況的報警功能， 控制器模塊通過環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，并利用30路 熱敏電阻的分度值（熱敏電阻在不同溫度下給出的電阻值）和被控對象所要求的濕度值計 算出需控制的溫度值，并使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制，開關(guān) 比例控制法是指當(dāng)熱敏電阻實際測量溫度Um(電壓值）與設(shè)定溫度Us (電壓值）間的絕對 誤差大于〇. 3°C時，控溫儀模塊按開關(guān)方式控溫，小于0. 3°C時按全功率的一定比例進(jìn)行加 熱，以補償被控對象的漏熱損失，具體控制方法的模型圖參見圖3。
[0026] 在【具體實施方式】中，濕度控制裝置的引出電纜可以通過電連接器或插針/孔德方 式與航天器上加熱回路和溫度采集回路連接，開啟系統(tǒng)電源和控制裝置，根據(jù)自動除濕、手 動除濕、固定溫度除濕等設(shè)置不同工況，進(jìn)行濕度控制。
[0027] 本發(fā)明的用于新型衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備濕度控制航天器運輸工況改變的包裝箱減 振系統(tǒng)，在實際使用過程中可以根據(jù)實際運輸工況的改變來對包裝箱內(nèi)的航天器進(jìn)行減振 設(shè)備選擇合適的回路數(shù)量和控制模式除濕，具體需要進(jìn)行如下操作：
[0028] 第一步，星上濕度敏感設(shè)備除濕用熱敏電阻和加熱片粘貼，在設(shè)備安裝前完成， 粘貼完成后通過引線嚴(yán)格檢查導(dǎo)通電阻和絕緣阻值，確保導(dǎo)通阻值滿足設(shè)計要求，絕緣阻 值大于20ΜΩ ;熱敏電阻和加熱片的引線長度根據(jù)設(shè)備在衛(wèi)星上的安裝位置及總裝工況決 定，待設(shè)備裝星后，將引線甩向和濕度控制系統(tǒng)電纜連接的位置。
[0029] 第二步，濕度控制系統(tǒng)與星上設(shè)備的熱敏電阻和加熱回路的連接為插針插孔連 接，濕度控制系統(tǒng)電纜連接端為插孔，設(shè)備引線連接端為插針，按熱敏電阻和加熱回路的設(shè) 計對應(yīng)關(guān)系，將對應(yīng)的插針插孔插接，并用3M膠帶做絕緣保護(hù)，最后將濕度控制系統(tǒng)電纜 適當(dāng)固定。
[0030] 第三步，通過濕度控制系統(tǒng)的計算機模塊，按照衛(wèi)星特殊設(shè)備濕度控制要求，設(shè)置 各路的除濕控制參數(shù)，參數(shù)主要包括粘貼熱敏電阻的分度表參數(shù)，要求控制相對濕度值和 報警溫度值。軟件使用前需對各控溫回路的參數(shù)進(jìn)行修改，修改好的參數(shù)默認(rèn)保存在計算 機模塊數(shù)據(jù)庫中。
[0031] 第四步，在濕度控制系統(tǒng)使用前，對電源系統(tǒng)進(jìn)行自檢，依次打開濕度控制系統(tǒng)供 電開關(guān)、加熱器供電開關(guān)，觀察電源系統(tǒng)面板上的電壓表及電流表顯示是否正常；
[0032] 第五步，確認(rèn)濕度控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)置完成后，開啟計算機模塊中的軟件，然后 依次開啟需要加熱除濕的回路，各路加熱器指示燈亮起表明加熱器開始工作；
[0033] 第六步，濕度控制系統(tǒng)開啟后，需定期進(jìn)行巡檢確保產(chǎn)品安全，檢查報警燈是否閃 爍即可。
[0034] 第七步，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)行地面熱試驗、力學(xué)試驗、裝箱運輸前等工況下，濕度控制系統(tǒng) 需斷開與衛(wèi)星的連接，首先關(guān)閉濕度控制系統(tǒng)的軟硬件，然后斷開濕度控制系統(tǒng)電纜與星 上設(shè)備地面除濕用導(dǎo)線的插針插孔，插針插孔絕緣保護(hù)。
[0035] 第八步，所有除濕電纜在衛(wèi)星發(fā)射前均必須拆除，在發(fā)射場技術(shù)區(qū)衛(wèi)星進(jìn)入整流 罩前總裝階段斷開除濕系統(tǒng)，剪斷加熱器和熱敏電阻的除濕用線纜，并對星上殘余的除濕 用電纜進(jìn)行絕緣處理。
[0036] 盡管上文對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行了詳細(xì)的描述和說明，但應(yīng)該指明的是， 我們可以對上述實施方式進(jìn)行各種改變和修改，但這些都不脫離本發(fā)明的精神和所附的權(quán) 利要求所記載的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制裝置，主要包括：環(huán)境溫濕度采集器、報警裝置、 控制器模塊、控溫儀模塊，220V交流電源供電給控制器模塊，220V交流電源經(jīng)過變壓后輸 出28V直流給控溫儀模塊直流供電，控溫儀模塊同時控制容納衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的被控對 象內(nèi)的30路加熱器的功率輸出，并通過30路熱敏電阻實際測量被控對象（衛(wèi)星濕度敏感 設(shè)備）的溫度并反饋給控溫儀模塊，環(huán)境溫濕度采集器用于實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度 和環(huán)境濕度并將環(huán)境溫度和環(huán)境濕度的數(shù)值反饋給控制器模塊，控制器模塊與控溫儀模塊 交互通信并分別電連接有報警裝置，報警裝置具有超溫、短路、斷路、控制器死機的異常工 況的報警功能，控制器模塊通過環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大廳的環(huán)境溫度和環(huán)境濕 度，并利用30路熱敏電阻的分度值和被控對象所要求的濕度值計算出需控制的溫度值，并 使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制。
2. 如權(quán)利要求1所述的濕度控制裝置，其中，被控對象為衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備。
3. 如權(quán)利要求1所述的濕度控制裝置，其中，開關(guān)比例控制法是指當(dāng)熱敏電阻實際測 量溫度Um與設(shè)定溫度Us間的絕對誤差大于0. 3°C時，控溫儀模塊按開關(guān)方式控溫，小于 0. 3°C時按全功率的一定比例進(jìn)行加熱，以補償被控對象的漏熱損失。
4. 如權(quán)利要求3所述的濕度控制裝置，其中，按全功率的一定比例進(jìn)行加熱時加熱功 率的調(diào)節(jié)依靠改變每一控制周期內(nèi)加熱電流的持續(xù)時間來實現(xiàn)。
5. -種衛(wèi)星濕度敏感設(shè)備的濕度控制方法，包括以下步驟： 第一步，星上濕度敏感設(shè)備上粘貼除濕用的熱敏電阻和加熱片，在所述設(shè)備安裝前完 成，粘貼完成后通過引線檢查導(dǎo)通電阻和絕緣阻值，確保導(dǎo)通阻值滿足設(shè)計要求，絕緣阻值 大于20ΜΩ ;熱敏電阻和加熱片的引線長度根據(jù)所述設(shè)備在衛(wèi)星上的安裝位置及總裝工況 決定； 第二步，控溫儀模塊與星上濕度敏感設(shè)備的熱敏電阻和加熱片的加熱回路的連接為插 針插孔連接，控溫儀模塊的電纜連接端為插孔，所述設(shè)備的引線連接端為插針，按熱敏電阻 和加熱回路設(shè)計對應(yīng)關(guān)系，將對應(yīng)的插針插孔插接，最后將控溫儀模塊的電纜適當(dāng)固定； 第三步，與控溫儀模塊互相通信的控制器模塊，按照衛(wèi)星溫度敏感設(shè)備的濕度控制要 求，設(shè)置30路的各路除濕控制參數(shù)，參數(shù)主要包括粘貼熱敏電阻的分度表參數(shù)，要求控制 的相對濕度值和報警溫度值，控制器模塊可對各控溫回路的參數(shù)進(jìn)行修改，修改好的參數(shù) 默認(rèn)保存在控制器模塊中； 第四步，開啟控制器模塊，然后依次開啟需要加熱除濕的回路，各路加熱器的指示燈亮 起，表明加熱器開始工作； 第五步，控溫儀模塊開啟后，控制器模塊通過環(huán)境溫濕度采集器實時采集AIT大廳的 環(huán)境溫度和環(huán)境濕度，并利用30路熱敏電阻的分度值和被控對象所要求的濕度值計算出 需控制的溫度值，并使用開關(guān)比例控制法對被控對象上的30路加熱器進(jìn)行控制，并查報警 裝置是否正常即可。
6. 如權(quán)利要求5所述的控制方法，第二步中，將對應(yīng)的插針插孔插接后用3M膠帶做絕 緣保護(hù)。
【文檔編號】G05D27/02GK104122916SQ201410401395
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】劉廣通, 趙培容, 張彬, 王梅芝, 劉玉剛, 傅浩, 路毅, 張偉, 許凱, 郭濤, 張延磊, 鄭鵬, 徐奕柳, 郭巨成, 張伯寅, 白順立 申請人:北京衛(wèi)星環(huán)境工程研究所