温度传感器在航天器热控加热技术中的应用

在各类航天器中，热控系统（thermal protection system）相当于航天器在太空中的空调，让航天器可以舒适、稳定运行。航天器的热控系统主要分为被动热控技术与主动热控技术。在主动热控技术中，温度传感器支持下的电加热技术非常重要。

在航天器主动热控技术中，温度传感器支持下的电加热技术非常重要。资料图

我们知道，航天器内部有大量的、非常复杂的部件，不同材料的热膨胀与热收缩系数千差万别，在温度剧变的情况下，会产生意料之外的变形。为防止电子设备元器件长期处于高温或低温环境下失效，热控制系统便成为航天器上最重要的子系统之一。该系统主要负责针对航天器外部热环境和自身热特性，综合运用合理的技术措施，对热量的产生、吸收、传输和排散等环节进行调节，保证航天器的温度处于合理范围。

航天器的被动和主动热控技术

在进行航天器热控系统设计时，合理选择设计辐射、导热等参数，利用不同热物理性能的材料和传热器件，通过自然热平衡的方式，将航天器各部分的温度控制在规定范围内，这就是被动热控技术。

随着航天探索任务的不断深化，航天器的仪器载荷、工作模式和所处的环境越来越复杂，需要的功耗也越来越大，在这样的情况下，仅仅使用隔热材料和热管之类的被动热控技术，已难以满足要求，这时就要用主动热控技术了。

主动热控系统，简言之，就是在变化的内、外热环境下，利用自动控制系统，自动调节各种相关传热参数，使航天器的仪器设备工作温度保持在规定的范围内。常见的主动热控技术有电加热技术、单相流体回路技术、两相流体回路技术和通风冷却技术等。相比之下，被动热控技术简单可靠，而主动热控技术灵活高效。

航天器制造，资料图

电加热技术

该技术将电能转化为热能，使被控制对象维持在一定的温度范围内。

对于航天器来说，电加热技术一般包括电加热器、控制器和温度传感器三个部分，这三部分构成了闭环控制回路。电加热器提供热量，温度传感器获取被控设备的温度，控制器根据被控设备温度的高低，自动调整电加热器的工作状态。

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除航天器热控系统应用外，在宇航服温控调节装置中，温度传感器也能够调节宇航服内的温度，确保宇航服能够适应太空骤冷、骤热的环境，保证航天员的安全、舒适。

例如，通过在柔性纳米发热膜上，加入温度传感器，可实时监测和反馈发热膜温度，确保能检测和控制温度，例如在感受到温度下降之后，航天服能根据周围气温的变化迅速做出温度补偿，确保发热膜在向身体输送温度的时候始终在恒定的范围；如果温度达到限定的范围内后，航天服会自动停止升温，这样可以预防温度过高给人体造成的不适感。