Оценка применимости термоэлектрической холодильной машины для термостабилизации фотоприемного устройства дистанционного зондирования Земли

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 5

УДК 629.78

DOI: 10.18698/0236-3941-2016-5-48-58

ОЦЕНКА ПРИМЕНИМОСТИ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ

ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ

ФОТОПРИЕМНОГО УСТРОЙСТВА ДИСТАНЦИОННОГО

ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

А.С. Морозов

magicmusic@mail.ru

А.С. Кротов

С.И. Каськов

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация

Аннотация

Ключевые слова

Проведена оценка возможностей использования

термоэлектрического холодильника в составе систе-

мы обеспечения теплового режима фотоприемного

устройства дистанционного зондирования поверхно-

сти Земли в инфракрасном диапазоне. Предложен

способ обеспечения температурной стабильности

фоточувствительного элемента с расчетом холодиль-

ного коэффициента на создаваемый перепад темпе-

ратур. Получены массогабаритные характеристики

устройства применительно к предложенному способу

обеспечения температурной стабильности. Проана-

лизирован холодильный коэффициент цикла работы

системы для криогенного диапазона температур

Фотоприемное устройство,

термоэлектрический

холо-

дильник, пассивная система

обеспечения теплового режи-

ма, криогенный аккумулятор

холода, дистанционное зонди-

рование Земли

Поступила в редакцию 16.11.2015

При проектировании систем обеспечения тепловых режимов бортовых фото-

приемных устройств дистанционного зондирования Земли в инфракрасном

диапазоне [1] возникают сложности, заключающиеся в необходимости обеспе-

чения высокой тепловой стабильности в условиях криогенных температур: ха-

рактерное отклонение температуры фоточувствительного элемента (ФЧЭ) фо-

топриемного устройства (ФПУ) должно составлять не более 0,1…0,5 K в рабо-

чем режиме (режиме съемки). При этом характерное значение температуры

ФЧЭ в рабочем режиме составляет от 60 до 65 K.

Для обеспечения заданного теплового режима подобных фотоприемных

устройств используется система обеспечения теплового режима (СОТР), в схему

которой входит криогенный аккумулятор холода (АХ) [1–4] с установленным

(непосредственно или через тепловой мост) ФЧЭ. В качестве рабочего тела АХ ис-

пользуется плавящееся при температуре стабилизации ФЧЭ вещество. В дежурном

режиме осуществляется захолаживание АХ, например, с помощью газовой крио-

генной машины (ГКМ); в рабочем режиме ГКМ выключена — ФЧЭ охлаждается за

счет накопленного в АХ запаса холода. Однако в процессе фазового перехода рабо-