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[发明专利]一种空间同位素热光伏电源多层隔热系统-CN202310640541.X在审
发明人：邵剑雄;田岱;艾素芬;韩承志;邵荣雨;刘树铭;朱定军;邱玺玉;杨爱香;王志杨;马辉;何铂臻;雷志轩;朱安文;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2023-06-01 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： B32B15/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种空间同位素热光伏电源多层隔热系统，能耐1000℃高温，热端1000℃高温等效导热系数可达10‑3W/(m·K)，优于现有的高温多层隔热系统，其导热系数一般在10‑2W/(m·K)，本发明所述的隔热系统的导热系数具有明显优势；本发明所述空间同位素热光伏电源多层隔热系统，具有低质量、低导热系数、低辐射热通量、高出气效能、高隔热效能等优点，能够降低辐射传热，有效解决在真空和高温下的保温隔热问题；本发明所述多层隔热系统能够适用于空间同位素热光伏电源中，有效平衡了重量和效能的问题，避免使用较多间隔层，并且体积较小，大大降低了热控设计重量需求和体积需求。
一种空间同位素热光伏电源多层隔热系统

[发明专利]一种电加热模拟热源模块及系统-CN202110897762.6有效
发明人：邵剑雄;田岱;韩承志;邱玺玉;杨爱香;朱定军;苏生;马彬;张文佳;杨智随;周代杰;李宁;姚凯;马辉;王志杨;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-08-05 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： G01T7/00 文献下载
摘要：本申请涉及工程热物理技术领域，具体而言，涉及一种电加热模拟热源模块及系统。电加热模拟热源模块包括加热组件以及导电组件；加热组件包括传热外壳以及至少两个加热单元，两个加热单元均为螺旋状碳化硅棒，两个加热单元并排且间隔地设置于传热外壳内；导电组件包括供电引线及多个导电螺钉；每个加热单元的两端均连接有导电螺钉，供电引线与每个加热单元两端的导电螺钉电连接，且供电引线用于与外部电源电连接。该电加热模拟热源模块作为同位素热光伏电池研发过程中的模拟热源，用于代替放射源，从而能够在同位素热光伏电池研发过程中，保证和放射性热源的等效性的同时，降低研发成本，提高研发的安全性和便捷性。
一种加热模拟热源模块系统

[发明专利]一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源-CN202111015150.6有效
发明人：韩承志;田岱;邵剑雄;邱家稳;陈熙萌;朱安文;杨爱香;邱玺玉;李宁;朱定军 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部;兰州大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2023-06-06 - 主分类号： H05B3/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于同位素电源系统开发的模拟均温电驱动标准热源，包括支撑框、陶瓷结构体、加热丝、加热丝引线、热电偶、热电偶引线、热源外包层、外部引线陶瓷管、内部引线陶瓷管和安装固定法兰，安装固定法兰用于固定加热丝引线、热电偶引线，实现引线引出实验环境的固定；热源外包层包裹在陶瓷结构体外部，支撑框装配在热源外包层上下端，形成一套结构装配体；加热丝引线由加热丝引出，连接在外部的供电电源端；热电偶引线由热电偶一端引出，连接在外界的仪表上。本发明有效解决空间同位素电源技术开发过程中缺少长寿命、高可靠、易于维护且成本低廉的模拟热源需求问题。
一种用于同位素电源系统开发模拟均温电驱动标准热源

[发明专利]一种热光伏电源系统寿命分析方法-CN201910678051.2有效
发明人：田岱;邱家稳;苏生;朱安文;马继楠;乐群星;张文佳;马彬;王颖;刘飞标 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-07-25 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开的一种热光伏电源系统寿命分析方法，基于材料蒸镀基本原理以及原理样机的空间几何关系，可以评估出系统寿命期内热光伏同位素电源辐射发射器材料的蒸镀速率以及在滤波器表面的沉积速率；通过计算光谱对不同材料的透过率数据，建立了一种光波能量衰减的评估方法，能够根据电源系统的寿命要求以及工作条件，评估高温材料蒸镀对电源效率的影响；实现对系统寿命及稳定性的评估能力，进而指导热光伏热电转换系统的改进方向。
一种热光伏电源系统寿命分析方法

[发明专利]一种用于热光伏的金属超表面滤波器-CN202110637889.4有效
发明人：潘磊;胡越凡;田岱;马彬;邱家稳;赵九蓬;李垚 -专利权人：哈尔滨工业大学;北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2021-06-08 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： G02B5/20 文献下载
摘要：一种用于热光伏的金属超表面滤波器，它涉及一种金属超表面滤波器。本发明要解决现有光子晶体滤波器的高反射波段较窄，能量损耗较大；金属超表面滤波器特征尺寸小，制备方法成本过高的问题。一种用于热光伏的金属超表面滤波器由透明基底层和亚波长孔结构的贵金属膜层组成；所述的透明基底层上设置亚波长孔结构的贵金属膜层，相邻亚波长孔结构的贵金属膜层之间设置填充层。
一种用于热光伏金属表面滤波器

[发明专利]一种真空高温绝热材料热导率测量装置-CN202210522625.9在审
发明人：邵剑雄;田岱;艾素芬;韩承志;朱定军;马辉;孟昊轩;邵荣雨;苏生;马彬;张文佳;王志扬;何铂臻;刘树铭;杨爱香;邱玺玉;朱安文;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2022-05-13 - 公布日： 2022-07-05 - 主分类号： G01N25/20 文献下载
摘要：本申请实施例提供了一种真空高温绝热材料热导率测量装置，属于绝热材料热导率测试技术领域。真空高温绝热材料热导率测量装置包括底座、热源、吊装支架、真空系统和测温组件；吊装支架设于底座上，待测样品安装于吊装支架，真空系统用于使测量区维持在真空状态；测温组件安装于吊装支架，测温组件用于对测量区内的温度进行监测，底座上在热源的周侧设置有热源隔热层，以将热源热量向上朝向于待测样品的一侧辐射传递，且热源与待测样品在竖直方向上具有间隙。这种真空高温绝热材料热导率测量装置能够保证其结果的准确度，更能够测量真空辐射隔热下高温至1000℃以上的热导率，从隔热原理上模拟测量真实同位素辐射隔热材料在工作状态下的热导率情况。
一种真空高温绝热材料热导率测量装置

[发明专利]一种同位素热光伏系统中晶元尺寸的确定方法及装置-CN202111656167.X在审
发明人：邵荣雨;杨爱香;朱定军;邵剑雄;刘树铭;汤亮亮;邱玺玉;田岱;韩承志;张文佳;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-12-30 - 公布日： 2022-04-12 - 主分类号： G06F30/23 文献下载
摘要：本申请提供了一种同位素热光伏系统中晶元尺寸的确定方法及装置，其中，该方法包括：步骤1：获取同位素热光伏系统的简化组成器件；步骤2：将简化组成器件的材料固有参数、边界条件参数、空间尺寸导入有限元软件，形成三维模型；步骤3：划分三维模型的有限单元网格，形成网格节点；步骤4：通过辐射热通量接口获取网格节点的辐射光照强度；步骤5：将辐射光照强度导入拓扑数学模型，确定各个晶元的长度yj、宽度xij；步骤6：基于长度yj、宽度xij计算平均因子，若平均因子大于预设阈值，则将yj、xij确定为晶元的最优尺寸，否则，重复步骤2至步骤6，直至平均因子大于预设阈值。本申请能够提高同位素热光伏系统的发电功率。
一种同位素热光伏系统中晶元尺寸确定方法装置

[发明专利]一种模块化的百瓦级空间同位素热光伏电源系统-CN202210087133.1在审
发明人：邵剑雄;杨爱香;田岱;韩承志;邵荣雨;邱玺玉;朱定军;马彬;苏生;张文佳;朱安文;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2022-01-25 - 公布日： 2022-03-29 - 主分类号： H02J7/35 文献下载
摘要：本申请涉及深空探测电源技术领域，具体而言，涉及一种模块化的百瓦级空间同位素热光伏电源系统。模块化的百瓦级空间同位素热光伏电源系统包括光电转换模块、热控模块以及散热模块；光电转换模块包括热源部、辐射器、滤波器及光伏电池；由热源部的内部至热源部的外部的方向，辐射器、滤波器及光伏电池设置于热源部的四周；辐射器用于将热源部产生的热量转换为热辐射能，滤波器用于过滤光子，光伏电池阵列用于实现光电转换；热控模块与光电转换模块连接，热控模块用于控制热源部的温度；散热模块与光电转换模块连接，散热模块用于散发滤波器和光伏电池上的热量。其光电转化效率高，使用周期长，而且能够在高效运行的过程中，保持良好的使用稳定性。
一种模块化百瓦级空间同位素热光伏电源系统

[实用新型]一种微结构辐射器-CN202122495632.8有效
发明人：杨爱香;邵剑雄;芦明宇;詹耀辉;田岱;韩承志;周代杰;马彬;苏生;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： G01M11/00 文献下载
摘要：本公开涉及辐射器技术领域，尤其涉及一种微结构辐射器。通过热光电转换系统，将热源转换为电能，其中所述热光电转换系统包括热源部、辐射器、滤波器、光伏电池和热控模块，所述热源部被配置为提供热源，所述辐射器被配置为将热源转换为热辐射能，所述滤波器被配置为过滤光子，所述光伏电池被配置为实现光电转换，所述热控模块被配置为控制温度,所述试验模型被配置为对所述辐射器进行高温稳定性测试。通过核电源热光电式发电技术与微结构辐射器结合提高了与光伏电池匹配的选择性光谱发射率，进而提高了装置的发电效率。
一种微结构辐射器

[实用新型]热光伏同位素电源样机的模拟空间环境测试平台-CN202121719952.0有效
发明人：邵剑雄;田岱;韩承志;邱玺玉;杨爱香;宋风宽;朱定军;苏生;马彬;张文佳;杨智随;周代杰;李宁;姚凯;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-07-27 - 公布日： 2022-02-01 - 主分类号： G01R31/40 文献下载
摘要：本发明涉及工程热物理领域，具体涉及一种热光伏同位素电源样机的模拟空间环境测试平台，其包括真空系统、水冷散热系统、电功率输入系统、晶元输出系统以及温度监控系统；真空系统具有腔体，所述腔体用于安装待测试系统；真空系统能够对腔体抽真空，以使腔体内形成有0.03m3的真空环境；水冷散热系统与真空系统连通，且能够保证腔体内恒定低温；电功率输入系统设置于待测试系统的侧面；温度监控系统与待测试系统通讯粘贴，用于检测待测试系统的温度。本申请能够维持0.03m3腔体稳定的3x10‑3Pa至10‑5Pa高真空环境，满足现有及未来同位素热光伏同位素电源系统的各项性能测试并实时测量各项性能变化。
热光伏同位素电源样机模拟空间环境测试平台

[发明专利]一种微结构辐射器及制作方法-CN202111207866.6在审
发明人：杨爱香;邵剑雄;芦明宇;詹耀辉;田岱;韩承志;周代杰;马彬;苏生;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-10-18 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： G01M11/00 文献下载
摘要：本公开涉及辐射器技术领域，尤其涉及一种微结构辐射器及制作方法。通过热光电转换系统，将热源转换为电能，其中所述热光电转换系统包括热源部、辐射器、滤波器、光伏电池和热控模块，所述热源部被配置为提供热源，所述辐射器被配置为将热源转换为热辐射能，所述滤波器被配置为过滤光子，所述光伏电池被配置为实现光电转换，所述热控模块被配置为控制温度。通过核电源热光电式发电技术与微结构辐射器结合提高了与光伏电池匹配的选择性光谱发射率，进而提高了装置的发电效率。
一种微结构辐射器制作方法

[发明专利]热光伏同位素电源样机的模拟空间环境测试平台-CN202110852411.3在审
发明人：邵剑雄;田岱;韩承志;邱玺玉;杨爱香;宋风宽;朱定军;苏生;马彬;张文佳;杨智随;周代杰;李宁;姚凯;邱家稳;陈熙萌 -专利权人：兰州大学
申请日： 2021-07-27 - 公布日： 2021-10-08 - 主分类号： G01R31/40 文献下载
摘要：本发明涉及工程热物理领域，具体涉及一种热光伏同位素电源样机的模拟空间环境测试平台，其包括真空系统、水冷散热系统、电功率输入系统、晶元输出系统以及温度监控系统；真空系统具有腔体，所述腔体用于安装待测试系统；真空系统能够对腔体抽真空，以使腔体内形成有0.03m3的真空环境；水冷散热系统与真空系统连通，且能够保证腔体内恒定低温；电功率输入系统设置于待测试系统的侧面；温度监控系统与待测试系统通讯粘贴，用于检测待测试系统的温度。本申请能够维持0.03m3腔体稳定的3x10‑3Pa至10‑5Pa高真空环境，满足现有及未来同位素热光伏同位素电源系统的各项性能测试并实时测量各项性能变化。
热光伏同位素电源样机模拟空间环境测试平台

[发明专利]一种耐高温热应力自适应隔热螺钉及热源固定方法-CN201910622878.1有效
发明人：马彬;邱家稳;朱安文;田岱;苏生;张文佳;王颖;刘飞标;周志勇;李伟杰;高峰;其他发明人请求不公开姓名 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-07-11 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： B64G1/58 文献下载
摘要：本发明公开了一种耐高温热应力自适应隔热螺钉及热源固定方法，耐高温度陶瓷件在1100℃～1200℃温度下具备良好的力学性能来实现同位素电源热源三个方向的固定；采用球头与球窝设计显著减小了热传导面积提高热阻，降低对外部的热传导和热耗散；设计了螺旋状耐高温弹性热阻件，高弹性释放了不同结构之间的热应力；同时该结构增加了热传导路径长度，降低Z向系统漏热，减低热传导面积；设计金属连接套筒，解决了陶瓷螺钉连接脆性问题，避免了国内暂无陶瓷螺钉与金属结构之间拧紧力矩规范和标准的问题；通过调节螺母来控制耐高温弹性热阻件的长度，适应不同载荷和温度载荷范围；本发明可以应用于深空探测同位素电源，也用可以应用于其他高温部件连接。
一种耐高温应力自适应隔热螺钉热源固定方法

[发明专利]一种热光伏发电系统光谱测量方法-CN201911303113.8有效
发明人： 邱家稳;张文佳;刘治钢;张晓峰;朱安文;田岱;苏生;马彬 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-12-17 - 公布日： 2021-03-12 - 主分类号： H02S50/10 文献下载
摘要：本发明公开了热光伏发电系统光谱测量方法，热光伏电池布置在同位素热源和辐射发射器的周围，通过吸收同位素热源和辐射发射器发射的红外光波进行光电转化，如果在热光伏电池的表面设计光谱测量装置，将会降低热光伏电池的光谱利用效率，本发明方法在辐射光斜射、弱光强以及热光伏电池布片利用不到的区域布置多种光谱的光伏电池，能够使得热光伏电池有效利用辐射光谱的光强最强区域，并且不影响辐射光谱的吸收。
一种热光伏发电系统光谱测量方法

[发明专利]一种同位素热源产生总剂量效应的分析方法-CN201910566830.3有效
发明人：王颖;朱安文;田岱;邱家稳;李衍存;张弘;刘飞标;马继楠;张文佳;马彬;苏生 -专利权人：北京空间飞行器总体设计部
申请日： 2019-06-27 - 公布日： 2020-11-06 - 主分类号： G01T1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种同位素热源产生总剂量效应的分析方法，针对目前无法获得同位素电源的γ射线产生的“总剂量～年”谱的问题，通过建立的模型，根据具体封装材料、同位素核燃料质量、距离同位素核燃料中心距离，可以反推实际应用下的γ射线产生的总剂量谱(总剂量～年的关系)，从估算航天器整个任务期的总剂量效应风险；通过模型对同位素电源的估算，避免对同位素放射性燃料的试验监测，简单易行，节省了试验经费和辐射风险，具有一定的经济意义以及工程设计的指导意义；本发明方法除了涉及核衰变的同位素电源，也适用于核裂变的核反应堆电源，能够解决空间核动力航天器中核电源产生总剂量效应的评估，具有一定的普适性。
一种同位素热源产生剂量效应分析方法

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