Diseño Térmico de Cuerpo Negro para Calibración a Bordo de Sensor de Imagen Infrarroja Espacial
Autores: Kim, Hye-In; Chae, Bong-Geon; Choi, Pil-Gyeong; Jo, Mun-Shin; Lee, Kyoung-Muk; Oh, Hyun-Ung
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño Térmico de Cuerpo Negro para Calibración a Bordo de Sensor de Imagen Infrarroja Espacial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseño térmico
Cuerpo negro a bordo
Calibración de sensores infrarrojos
Uniformidad de temperatura
Tubos de calor
Control térmico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, proponemos un diseño térmico para un cuerpo negro (BB) a bordo para la calibración de sensores infrarrojos (IR) en el espacio. La función principal del BB a bordo es proporcionar fuentes de referencia de temperatura de radiación altamente uniformes y precisas de 0 grados C a 40 grados C durante la calibración del sensor IR. Para cumplir con los requisitos funcionales del BB, se propone e investiga un diseño térmico de BB que utiliza un calentador para calentar el BB durante la calibración del sensor y tubos de calor para transferir el calor residual al radiador después de la calibración, tanto numérica como experimentalmente. Las principales características del diseño térmico propuesto son un gradiente de temperatura simétrico en la superficie del BB con una uniformidad de temperatura de menos de 1 K, facilidad de implementación del sensor de temperatura para estimar la temperatura superficial representativa del BB, una interfaz térmica estable entre los tubos de calor y el BB, y una función de seguridad en caso de fallo de un tubo de calor. El rendimiento del control térmico del BB se investiga a través de un análisis térmico en órbita, y su efectividad se verifica mediante una prueba de calentamiento del BB en condiciones ambientales. Estos resultados indican que el gradiente de temperatura en la superficie del BB se obtuvo en menos de 1 K, y la temperatura superficial representativa podría estimarse con una precisión de 0.005 grados C a través del sensor de temperatura.
Descripción
En este estudio, proponemos un diseño térmico para un cuerpo negro (BB) a bordo para la calibración de sensores infrarrojos (IR) en el espacio. La función principal del BB a bordo es proporcionar fuentes de referencia de temperatura de radiación altamente uniformes y precisas de 0 grados C a 40 grados C durante la calibración del sensor IR. Para cumplir con los requisitos funcionales del BB, se propone e investiga un diseño térmico de BB que utiliza un calentador para calentar el BB durante la calibración del sensor y tubos de calor para transferir el calor residual al radiador después de la calibración, tanto numérica como experimentalmente. Las principales características del diseño térmico propuesto son un gradiente de temperatura simétrico en la superficie del BB con una uniformidad de temperatura de menos de 1 K, facilidad de implementación del sensor de temperatura para estimar la temperatura superficial representativa del BB, una interfaz térmica estable entre los tubos de calor y el BB, y una función de seguridad en caso de fallo de un tubo de calor. El rendimiento del control térmico del BB se investiga a través de un análisis térmico en órbita, y su efectividad se verifica mediante una prueba de calentamiento del BB en condiciones ambientales. Estos resultados indican que el gradiente de temperatura en la superficie del BB se obtuvo en menos de 1 K, y la temperatura superficial representativa podría estimarse con una precisión de 0.005 grados C a través del sensor de temperatura.