一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法

摘要

一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，为重力仪制定热设计方案，采用保温材料隔热降低自动传热、加温片加热和风道风扇系统散热增大主动可控传热，为捷联式海洋重力仪提供一级温控。在有限元分析软件中利用参数目标驱动优化方法对捷联式海洋重力仪三维模型进行仿真分析，得到温度场响应曲面。在温箱中进行实物温度试验，根据规律趋势调整参数，得到热设计参数，实现对重力仪的热设计。本发明给出了热设计方案，并能够快速精确确定热设计参数，利用该方法对重力仪进行热设计，能够有效保证重力仪在海洋重力测量时温度恒定，提高测量精度。

主权项

一种用于捷联式海洋重力仪的热设计方法，其特征在于步骤如下：(1)在捷联式海洋重力仪本体以及箱体内壁上沿周向均匀分布加温片，在箱体外表面敷设一层隔热材料，隔热材料与箱体侧壁之间设计有多条风道，在箱体上盖和下盖上分别布置多个风扇；(2)对捷联式海洋重力仪进行三维建模；(3)根据捷联式海洋重力仪中发热元器件的功率确定热源参数，设定外界环境温度、模型中不同材料的热参数和辐射系数，设计各个加温片的功率和风扇的风量参数，在有限元分析软件中利用目标驱动优化方法根据上述参数对捷联式海洋重力仪三维模型进行温度仿真分析，得到本体温度场响应曲面；(4)根据本体温度场响应曲面确定加温片功率和风扇风量参数对捷联式海洋重力仪本体温度的影响规律趋势；根据捷联式海洋重力仪传感器的最佳工作温度范围和步骤(3)得到的本体温度场响应曲面以及海洋重力测量的外界环境温度范围，确定本体稳定工作温度和不同外界环境温度下每个加温片的功率和每个风扇的风量；(5)构建捷联式海洋重力仪实物模型，其材料的热参数和辐射系数与步骤(3)相同，在高低温箱中实现所要求的外界环境温度，根据仿真分析结果对加温片功率和风扇风量进行设置，进行实物温度试验，得到本体温度；(6)如果本体温度为步骤(4)确定的稳定工作温度，则根据外界环境温度按照步骤(4)确定的加温片功率和风扇风量对重力仪进行热设计；否则，根据加温片功率和风扇风量参数对重力仪本体温度的影响规律趋势对每个加温片的功率和每个风扇的风量进行微调，使本体温度达到步骤(4)确定的稳定工作温度，利用此时每个加温片的功率和每个风扇的风量对重力仪进行热设计。