[发明专利]卫星整星漏率检测装置及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及卫星整星及其大型部组件的无损检测技术领域，具体是一种卫星整星漏率检测装置及检测方法

背景技术

航天器的密封检测技术关系到航天器的成功与否，泄漏是航天的大敌，微小的漏孔也可能造成巨大的损失。据1957-2005年的不完全统计，国外航天器因泄漏造成发射失败的次数占总失败次数的10%以上。美国挑战者航天飞机在1986年因密封圈失效而发生爆炸，造成极大的政治影响和经济损失。2002年12月，欧空局由于火神2号发动机扩散器冷却管发生泄漏从而导致发射失败。正因为航天器泄漏是关系到航天器成败与否的生死攸关的重大问题，各航天国家都非常重视航天器的检漏技术，力图通过灵敏可靠的检漏方法、检漏工艺在元器件生产、单机研制、总装阶段、发射阶段、轨道运行阶段发现航天器的泄漏隐患，以提前采取泄漏故障排除措施。

目前，国内外航天器的检漏方法多种多样，俄罗斯的飞船多采用真空容器法，欧空局采用四极质谱计大气累积法，NASA的航天飞机则一般采用皂泡法、流量计法。国内运载火箭通常采用氦质谱吸枪累积检漏法，卫星一般采用氦质谱非真空积累法进行检漏。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种卫星整星漏率检测装置及检测方法

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种卫星整星漏率检测装置，包括检漏集气箱、标定装置、充放气装置、循环风机及氦质谱检漏仪，卫星安装在检漏集气箱内部，其中，所述检漏集气箱分别通过手动微调真空阀与标定装置和充放气装置相连接，所述氦质谱检漏仪连接在检漏集气箱上，所述循环风机安装在检漏集气箱内。

所述标定装置包括氦气钢瓶、标准容器及压力真空计，所述氦气钢瓶通过一个手动微调真空阀与标准容器相连接，所述压力真空计连接在标准容器上。

一种利用卫星整星漏率检测装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤一，标定：利用标定装置获取检漏集气箱内标定曲线；

步骤二，标定残留氦气的清除：吹扫检漏集气箱内残留氦气；

步骤三，卫星累积泄漏数据获得：将卫星内充入一定压力的氦气，密封后通过氦质谱检漏仪定期检测检漏集气箱内的氦气浓度；

步骤四，数据处理：通过最小二乘法计算出卫星的总漏率。

所述步骤一包括以下步骤：

第一步，检查卫星内的压力及是否充有氦气：

-有压力，应将压力恢复到一个大气压，

-有氦气，用0.3MPa的高纯氮气置换大于等于三次；

第二步，检查检漏集气箱并用高纯氮气吹扫卫星，用吸枪法检测箱内氦本底浓度不高于周围环境；

第三步，将卫星置入检漏集气箱内并密封检漏集气箱；

第四步，通过标定装置向检漏集气箱内逐次充入固定量的氦气，获取标定曲线。

所述步骤二包括以下步骤：

第一步，标定结束后，打开检漏集气箱，取出卫星，清除检漏集气箱内氦气，使其本底浓度和标定前的数值基本一致；

第二步，用高纯氮气吹除卫星内部残留氦气，使其本底浓度和标定前的数值基本一致。

所述步骤三包括以下步骤：

第一步，根据检漏实施细则的规定，通过充放气装置向卫星内充入一定压力的氦气；

第二步，将卫星再次置入检漏集气箱并密封，用氦质谱检漏仪的吸枪功能定期进行累积泄漏数据的检测采样，所述数据为采样点的时刻T_i和直流电压信号U_i。

所述检测采样标准为，每次检漏采样前，必须严格按照氦质谱检漏仪使用要求校准，使每次检测时仪器的工作状态保持一致；所述检测时间间隔不小于6小时，每次采样前，质谱检漏仪启动工作1小时，循环风机启动工作15分钟；每次采样分别记录采样点的时刻T_i和直流电压信号U_i，采样次数大于等于5次。

所述步骤四包括以下步骤：

第一步，将获取的各时刻点T_i对应的的氦检漏仪输出值U_i从标定曲线上查出其所对应的累积泄漏量W_i；

第二步，利用最小二乘法拟合出W～T曲线，并求出线性增长率ΔW/ΔT，线性拟合度大于等于0.99，所述ΔW为单位时间内的试件泄漏气体总量，ΔT为单位时间；

第三步，根据公式所求出的线性增长率即为卫星的漏率Q；