Page 69 - 《真空与低温》2026年第2期

188 真空与低温 第 32 卷 第 2 期

小，另外芯片通过热沉精密控温加热器主动控温， 温度计算结果如表 6 所列，温度变化曲线如图 8、
在高低温工况下温度能保持相对稳定。各部位的 图 9 所示。

表 5 热分析典型工况
Tab. 5 The typical conditions of thermal analysis
状态 工况 外热流条件 内热耗 安装边界温度/℃ 主动温控模式
*1
在轨 高温工况 β =34.2°、涂层末期、太阳常数 1414 W/m 2 正常工作模式 *2 30 正常工作模式
工作 低温工况 β=19.0°、涂层初期、太阳常数 1322 W/m 2 正常工作模式 0 正常工作模式
备注：*1. β 为卫星轨道面与太阳光的夹角；*2. 正常工作模式内功耗分布参见表 1 中观测/定标模式。

表 6 正常工作模式下高温工况和低温工况仿真计算结果
Tab. 6 Simulation results while working under high and low temperature condition

高温工况/℃ 低温工况/℃
部组件名称 温度指标/℃ 指标符合性
最低温度 最高温度 温度波动 最低温度 最高温度 温度波动
CCD 芯片散热板 −53.50 −50.99 / −53.56 −53.05 / / /
CCD 芯片热量收集板 −50.87 −48.71 / −50.91 −50.44 / / /
紫外热沉铜块 −38.15 −37.97 ±0.04 −38.14 −38.10 ±0.04 ≤ −30（±0.05） 符合
可见热沉铜块 −37.64 −37.50 ±0.04 −37.65 −37.60 ±0.05 ≤ −30（±0.05） 符合
紫外 CCD 芯片 −33.08 −33.05 ±0.02 −33.08 −33.05 ±0.03 ≤ −30 符合
可见 CCD 芯片 −32.96 −32.91 ±0.03 −32.96 −32.94 ±0.02 ≤ −30 符合
紫外探测器壳体 13.52 16.55 / 13.51 14.08 / 10-30 符合
可见探测器壳体 17.08 18.79 / 17.08 17.37 / 10-30 符合

−30 4 在轨验证
−35
−40 臭氧探测仪搭载风三 F 星于 2023 年 8 月份发
温度/℃ −45 射入轨，目前在轨运行稳定，选取 2024-05-01 在轨
−50
−55 温度遥测汇总于表 7，绘制温度变化曲线如图 10 所
−60 示。精密控温加热器占空比为 35%～45%，如图 11
188 332 188 842 189 352 189 862 190 372 190 882 191 392 191 902 192 412 192 922 193 432 193 942 194 452 194 962 195 472 195 982 196 492 197 002 197 512 198 022 198 532 199 042 199 552 200 062 所示。可见 CCD 芯片温度约为−33.7 ℃，温度波动

时间/s 为±0.03 ℃；紫外 CCD 芯片温度为−35.2 ℃，温度波
紫外热沉铜块 可见热沉铜块 紫外CCD芯片 动为±0.02 ℃。各项温度指标均能满足要求，说明
可见CCD芯片 热量收集板 正Y散热板
热控精密控温方案设计正确，热控产品工作正常。
图 8 高温工况 CCD 芯片散热温度变化曲线
表 7 在轨飞行温度数据
Fig. 8 Temperature results of high temperature condition

Tab. 7 Temperature data in orbit
−30

−35 部件名称 最低温度/℃ 最高温度/℃ 温度波动/℃
−40
温度/℃ −45 CCD CCD 芯片热量收集板 −50.54 −49.84 /
芯片散热板
−50
−55 −49.57 −49.10 /
可见铜带 −37.01 −37.00 ±0.01
−60
200 482 200 992 201 502 202 012 202 522 203 032 203 542 204 052 204 562 205 072 205 582 206 092 206 602 207 112 207 622 208 132 208 642 209 152 209 662 210 172 210 682 211 192 211 702 212 212 紫外铜带 −37.02 −36.98 ±0.04
时间/s 可见 CCD 芯片 −33.47 −33.44 ±0.03
紫外热沉铜块 可见热沉铜块 紫外CCD芯片 紫外 CCD 芯片 −35.25 −35.23 ±0.02
可见CCD芯片 热量收集板 正Y散热板
可见探测器壳体 18.92 19.09 /
图 9 低温工况 CCD 芯片温度变化曲线
紫外探测器壳体 18.73 19.03 /
Fig. 9 Temperature results of low temperature condition