一种J-T节流制冷器耗气量测试方法与测试系统技术方案

本发明专利技术属于J

【技术实现步骤摘要】
一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法与测试系统


[0001]本专利技术属于J
‑
T节流制冷器
，具体涉及一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法与测试系统。

技术介绍

[0002]红外焦平面探测器组件是红外成像导引头的核心关键器件，为满足作战需求，要求探测器实现快速制冷，制冷到位后能稳定地、高灵敏度地探测红外目标，探测器的J
‑
T节流制冷器用于将探测器的混成芯片致冷到工作温度。
[0003]现有的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法通过读取气瓶自带压力表的方式来实现，只能大致估算制冷器节流后的耗气量，另外由于制冷器节流前后耗气量区别很大，节流时间也很短，传统方法无法估算节流前的耗气量。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于，针对现有J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，只能大致估算制冷器节流后的耗气量，且无法估算节流前的耗气量的问题，提供一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法和测试系统。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，包括以下步骤
[0006]S1，向气瓶充氮气加压至预设压力值；
[0007]S2，通过检测设备周期性检测所述气瓶内当前时刻的压力值P，以及周期性检测所述气瓶当前时刻的温度值T，将每次检测的压力值、温度值以及所对应的时刻构成统计集Ψ，
[0008][0009]S3，根据t
i
时刻下的检测压力值和温度值(t
i
,P
i
,T
i
)，求出所述气瓶内剩余氮气质量m
i
；
[0010]S4，根据所述气瓶内剩余的氮气质量m
i
，求出直至t
i
时间段内的耗气量。
[0011]进一步的，步骤S3具体包括以下步骤，
[0012]S31，将t
i
时刻下的检测压力值和温度值(t
i
,P
i
,T
i
)代入范德瓦耳斯方程，该范德瓦耳斯方程为：
[0013][0014]其中，a为度量分子间引力的参数；b为1mol分子自身体积之和；P为气体压强；V为气体体积；n为气体摩尔数；R为普适气体常数；T为气体绝对温度；m为气体质量；
[0015]S32，将步骤S41中的结构化简得到关于气体摩尔数n的一元三次方程，
[0016][0017]S33，对步骤S42求解，得到所述气瓶内的剩余氮气摩尔数n
i
，并根据该剩余氮气摩
尔数n
i
求出所述气瓶内剩余氮气质量m
i
。
[0018]进一步的，在步骤S4中，根据所述气瓶内初始氮气的总质量，和t
i
时刻下所述气瓶内剩余氮气质量m
i
，求出直至t
i
时间段内的耗气量。
[0019]进一步的，在步骤S4中，先根据t
j
时刻下的检测压力值和温度值(t
j
,P
j
,T
j
)，求出所述气瓶内剩余的氮气摩尔数n
j
和所述气瓶内剩余氮气质量m
j
，其中，j∈(1,K)；
[0020]则从t
j
到t
i
时间段内的耗气量k，
[0021][0022]其中，k为耗气量；f为检测频率。
[0023]进一步的，所述检测设备包括压力传感器，且通过所述压力传感器检测所述气瓶内的压力值，所述压力传感器输出的电信号经信号转换后变为数字信号U1，并根据公式P＝k1×
U1+b1求出该时刻下的压力值，
[0024]其中，P为气瓶压力值，k1为压力传感器的增益系数，b1为压力传感器的偏置系数，U1为由压力传感器的输出电信号转换的数字信号。
[0025]进一步的，所述检测设备包括温度传感器，且通过所述温度传感器检测所述气瓶的温度值，所述温度传感器输出的电信号经信号转换后变为数字信号U2，并根据公式T＝k2×
U2+b2求出该时刻下的温度值，
[0026]其中，T为气瓶温度值，k2为温度传感器的增益系数，b2为温度传感器的偏置系数，U2为由温度传感器的输出电信号转换的数字信号。
[0027]另一方面，本专利技术还提供了一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试系统，应用于上述的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，包括
[0028]气瓶，用于装载氮气；
[0029]J
‑
T节流制冷器，与所述气瓶相连通；
[0030]检测设备，所述检测设备包括压力传感器、温度传感器和数模转换器，所述压力传感器用于检测所述气瓶内的压力电信号；所述温度传感器安装于所述气瓶外壁上，且所述温度传感器用于检测所述气瓶的温度电信号；所述模数转换器用于将所述压力传感器所检测的压力电信号转换为数字信号U1，所述模数转换器用于将所述温度传感器所检测的温度电信号转换为数字信号U2；
[0031]第一计算模块，所述第一计算模块用于根据所述数字信号U1计算出所述气瓶内的压力值P；所述第一计算模块用于根据数字信号U2计算出所述气瓶的温度值T；
[0032]第二计算模块，将所述压力传感器在t
i
时刻下所检测到的所述气瓶内压力值命名为P
i
，将所述温度传感器在t
i
时刻下所检测到的所述气瓶温度值命名为T
i
；所述第二计算模块用于根据P
i
和T
i
，计算出t
i
时刻时所述气瓶内的剩余氮气摩尔数n
i
和所述气瓶内剩余氮气质量m
i
；以及
[0033]第三计算模块，用于根据所述气瓶内剩余氮气质量m
i
计算出直至t
i
时刻时的耗气量。
[0034]进一步的，还包括信息流模拟系统测试设备，所述信息流模拟系统测试设备用于通过接收控制指令的方式开启或关闭所述J
‑
T节流制冷器的制冷作业。
[0035]进一步的，所述第一计算模块根据公式P＝k1×
U1+b1求出该时刻下的压力值，
[0036]其中，P为气瓶压力值，k1为压力传感器的增益系数，b1为压力传感器的偏置系数，U1为由压力传感器的输出电信号转换的数字信号；
[0037]所述第一计算模块根据公式T＝k2×
U2+b2求出该时刻下的温度值，
[0038]其中，T为气瓶温度值，k2为温度传感器的增益系数，b2为温度传感器的偏置系数，U2为由温度传感器的输出电信号转换的数字信号。
[0039]进一步的，所述压力传感器持本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，其特征在于：包括以下步骤S1，向气瓶充氮气加压至预设压力值；S2，通过检测设备周期性检测所述气瓶内当前时刻的压力值P，以及周期性检测所述气瓶当前时刻的温度值T，将每次检测的压力值、温度值以及所对应的时刻构成统计集Ψ，Ψ＝{(t1,P1,T1),(t2,P2,T2),...(t
i
,P
i
,T
i
)...,(t
K
,P
K
,T
K
)}，其中，i∈(1,K)；S3，根据t
i
时刻下的检测压力值和温度值(t
i
,P
i
,T
i
)，求出所述气瓶内剩余氮气质量m
i
；S4，根据所述气瓶内剩余的氮气质量m
i
，求出直至t
i
时间段内的耗气量。2.根据权利要求1所述的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，其特征在于：步骤S3具体包括以下步骤，S31，将t
i
时刻下的检测压力值和温度值(t
i
,P
i
,T
i
)代入范德瓦耳斯方程，该范德瓦耳斯方程为：其中，a为度量分子间引力的参数；b为1mol分子自身体积之和；P为气体压强；V为气体体积；n为气体摩尔数；R为普适气体常数；T为气体绝对温度；m为气体质量；S32，将步骤S41中的结构化简得到关于气体摩尔数n的一元三次方程，S33，对步骤S42求解，得到所述气瓶内的剩余氮气摩尔数n
i
，并根据该剩余氮气摩尔数n
i
求出所述气瓶内剩余氮气质量m
i
。3.根据权利要求1所述的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，其特征在于：在步骤S4中，根据所述气瓶内初始氮气的总质量，和t
i
时刻下所述气瓶内剩余氮气质量m
i
，求出直至t
i
时间段内的耗气量。4.根据权利要求1所述的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，其特征在于：在步骤S4中，先根据t
j
时刻下的检测压力值和温度值(t
j
,P
j
,T
j
)，求出所述气瓶内剩余的氮气摩尔数n
j
和所述气瓶内剩余氮气质量m
j
，其中，j∈(1,K)；则从t
j
到t
i
时间段内的耗气量k，其中，k为耗气量；f为检测频率。5.根据权利要求1
‑
4中任一所述的J
‑
T节流制冷器耗气量测试方法，其特征在于：所述检测设备包括压力传感器，且通过所述压力传感器检测所述气瓶内的压力值，所述压力传感器输出的电信号经信号转换后变为数字信号U1，并根据公式P＝k1×
U1+b1求出该时刻下的压力值，其中，P为气瓶压力值，k1为压力传感器的增益系数，b1为压力...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈强，许鹏，许海腾，
申请(专利权)人：北京遥感设备研究所，
类型：发明
国别省市：