一、設備的用途及特點：
月球表面綜合環(huán)境艙主要用于月球表面的高真空狀態(tài)下的高低溫試驗、低氣壓放電試驗，也可作為其他小部件在軌的模擬試驗設備。
此技術方案是設計制造該設備的依據(jù)之一。此套設備包括五個方面：熱真空模擬容器、真空保障系統(tǒng)、高低溫保障系統(tǒng)、熱真空狀態(tài)控制與顯示系統(tǒng)、輔助配套系統(tǒng)。根據(jù)此技術方案研制出的設備能夠真實地模擬真空空間的冷熱環(huán)境，并能對空間的真空度及溫度進行有效的控制、監(jiān)測和記錄。設備有以下的一些特點。
整套設備真空系統(tǒng)采用低溫泵為主泵，螺桿干泵做前級和預抽泵，可以獲得無油試驗要求的工作真空度;溫度控制方面采用機械制冷獲得低溫背景，通過先進的智能PID溫控儀來控制加熱籠的加熱電流，從而準確控制溫度;低溫的獲得采用了獨特的機械制冷技術，省去了使用液氮制冷時帶來的耗費?？刂葡到y(tǒng)方面采用工控機和PLC聯(lián)合控制，工控機顯示界面清晰易懂，PLC控制準確可靠，故障診斷簡單。
另外還可以根據(jù)用戶的工藝要求，制作不同的溫度曲線配方，存儲在工控機中，在試驗中供用戶選擇調(diào)用，用戶進行試驗操作時易于掌握。
該設備真空度高、溫度易于控制且均勻性好、長期運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠、并可連續(xù)工作30天以上、操作使用簡單方便。
該設備具有一定的專用性和通用性，是空間環(huán)境模擬試驗必不可少的設備。
二、執(zhí)行標準：
按照設備設計制造應符合GB/T32221-2015 《真空技術航天器用真空熱環(huán)境模擬試驗設備 通用技術條件》
QJ20126-2012《航天器空間環(huán)境模擬試驗設備真空容器規(guī)范》
QJ20127-2012 《航天器空間熱環(huán)境試驗設備技術要求》對熱真空試驗箱各項指標進行驗收。
終驗收所需檢具、工具由乙方免費提供，未盡事項按國家標準GJB-150《軍用設備環(huán)境試驗方法》驗收。
三、設備系統(tǒng)主要技術指標:
(1)熱沉內(nèi)尺寸：φ1000×1000mm(直段)
(2)真空箱內(nèi)支架：承載：≥60kg，平臺可滑動，平臺尺寸長×寬為950mm×700mm;
(3)真空室內(nèi)尺寸：φ1100×1100mm(直段)
(4)極限空載真空度：≤5×10-5Pa，
(5)空載真空度：< 1×10-4Pa(室溫)(開插板閥4小時內(nèi)到達)
(6)帶載真空度 ≤5×10-4Pa，
(7)抽真空速率：艙內(nèi)常溫環(huán)境下，從常壓到20pa不小于10min,
從常壓到5×10-4Pa，含負載≤150min
(8)試驗溫度范圍：-70℃～+150℃(機械制冷+紅外熱籠)
(9)溫度變化速率：≥1℃/min(變化速率在驗收試件上測量)
升溫從-70℃到+85℃全程平均
降溫從+85℃到-70℃全程平均
(10)試件發(fā)熱功率：
(11)溫度均勻度：±3℃(在溫度穩(wěn)定情況、真空狀態(tài)下)
(12)溫度控制精度：±1℃(在溫度穩(wěn)定下測量)
(13)控溫方式：PLC與手動并存，所有操作都在計算機上實現(xiàn)，中央計算機自動指令、計算機自動顯示、自動監(jiān)測、分路自動報警和保護、并有故障自動診斷功能，工控機模塊管理系統(tǒng)，有相應的互鎖裝置，可熱議編程做溫度循環(huán)試驗。
(14)溫度控制點：共20個(其中1個控制點，19個測量點)
(15)污染度分析：用微量天平測試污染量。天平的頻率：20MHz。
(16)殘余氣體分析：用四極質(zhì)譜儀監(jiān)測容器內(nèi)的殘余氣體。質(zhì)量范圍：200質(zhì)量數(shù)、H200M(英?？倒?
(17)低氣壓放電條件：真空范圍1.33Pa常壓處可實現(xiàn)壓力保持。
(18)設備噪音：≤75dB(距離地面1.5米，距離控制器1米)預驗收在現(xiàn)場測
四、設備配置要求：
(1)設備總配置：需配齊所有必備的外設(循環(huán)水機、氣源、多種法蘭等)
(2)抽氣系統(tǒng)：
A 主抽分子泵：3600L/s
B 前級泵：真空泵德國萊寶或北儀優(yōu)成，
(德國萊寶工期5個月 質(zhì)保1年，北儀優(yōu)成工期3個月 質(zhì)保2年，可選)
(4)真空測量系統(tǒng)：選國內(nèi)質(zhì)量好的皮拉尼、電離計、數(shù)顯真空計
(5)加熱及制冷系統(tǒng)：采用新技術的進口制冷水冷壓縮機組，用PID溫控調(diào)節(jié)，采用穩(wěn)定、可靠的控溫方式，即機械制冷+熱籠控溫。其他制冷系統(tǒng)部件均采用良好的部件。
(6)熱沉結(jié)構：使用放氣量極小的紫銅或不銹鋼制成，并且熱沉溫度分布均勻。
(7)真空室： 采用不銹鋼1Cr18Ni9Ti，或其他性能更好的不銹鋼，應8mm為宜。
(8)觀察窗：大門直接200mm 觀察窗。
(9)內(nèi)部照明：100W
(10)真空法蘭：在容器兩側(cè)開多個240mm的法蘭。
(11)測量位置：皮拉尼、電離規(guī)安裝在容器前部。
(12)容器內(nèi)支架板：支架板的尺寸應盡可能大，支架板的受力點應在罐體上，冷板可調(diào)平。
(13)總控制系統(tǒng)：此套設備為全自動控制系統(tǒng)。
(14)設備特點：此設備為臥式純無油高真空系統(tǒng)。
(15)在分子泵抽氣口位置安裝機械冷阱(分子泵只在特殊條件下使用)。
五、控制管理和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求：
(1) 控制管理
通過PLC進行管理，PC機自動控制被試驗品試驗(可任意編程做溫度循環(huán)試驗)。真空分系統(tǒng)、溫度循環(huán)系統(tǒng)、容器復壓、水循環(huán)系統(tǒng)、測量系統(tǒng)等的全部工作狀態(tài)進行控制管理，并且有脫離計算機的手動控制系統(tǒng)，其功能如下：
在屏幕上顯示被試品試驗分段曲線和試驗時顯示當前試驗在全程中的具體位置，并具有打印功能。
在屏幕上實時顯示真空分系統(tǒng)各組元的工作狀況圖，疊加數(shù)采獲得的各處真空度，并具有打印功能。
在屏幕上實時顯示 真空泵干泵、分子泵、閘板閥、放氣閥、低溫再生、電離計烘烤等的操作功能。
在屏幕上實時顯示低溫泵各類參數(shù)及各類曲線。
在屏幕上實時顯示各類已發(fā)生的操作事件，具有各分系統(tǒng)故障報警顯示、鳴笛等保護措施。
既能實現(xiàn)真空試驗，又能實現(xiàn)真空、溫度復合試驗，且真空和溫度均能實現(xiàn)定值控制，并能按要求進行自動記錄溫度值和真空值，同時自動形成圖形，配備USB接口數(shù)據(jù)可以excel文件格式導出。
(2) 數(shù)據(jù)采集
配30個Pt-100溫度傳感器，傳感器在試驗中可自由切換控制熱沉、試件溫度。
設備控制采用自動控制程序。
接插柱需要40個，電流10安。
Y-27接插件共300針。
實時采集，顯示真空分系統(tǒng)真空容器和其它各處真空度，并疊加在工作狀況圖上，具有打印功能。
實時采集，顯示被試品不同測點的溫度，具有打印功能。
對已發(fā)生的各壓力、溫度具有存儲功能，具有打印功能。
污染量與殘余氣體量動態(tài)曲線實時顯示與輸出。
軟件具有自主知識產(chǎn)權，終生免費進行升級與維護。
1)真空模擬容器(真空室及內(nèi)部支架)
(2)真空保障系統(tǒng)(真空泵、閥門、管路及真空測量)
(3)溫度保障系統(tǒng)：
低溫制冷系統(tǒng)：(區(qū)域溫度控制制冷機組、熱沉、低溫閥門及連接管)
加熱控溫系統(tǒng)：(加熱籠、加熱電源)
(4)控制監(jiān)測系統(tǒng)(機柜、工控機、PLC、)。
(5)輔助配套系統(tǒng)(氣泵、冷卻循環(huán)水機、污染監(jiān)測)
熱真空試驗設備組成
2.真空模擬容器：
它主要用來容納試驗件，并且能造就一個符合試驗條件的真空環(huán)境和溫度環(huán)境，內(nèi)部設有放置工件的平臺，可以安裝工件。真空罐內(nèi)尺寸φ1100×1100mm(直段部分尺寸),真空容器上開有抽氣口，以便連接抽真空的設備。它還有一些電器方面的接口，以便連接必要的線纜，使真空室內(nèi)的試驗件和真空室外部的儀器能夠很好的連接。真空容器上方還裝有測量真空度的規(guī)管，內(nèi)部有測量溫度的PT100傳感器，以便測量本設備的主要技術參數(shù)(真空度和溫度)。另外還有觀察窗和照明燈，以便觀察內(nèi)部試驗件情況 。
3.真空保障系統(tǒng)：
它是把真空容器抽成真空環(huán)境的設備，它又分成預抽系統(tǒng)和主抽系統(tǒng)兩個部分，預抽系統(tǒng)將真空室抽成低真空，而后，主抽系統(tǒng)將真空室抽成高真空。它由真空泵、真空閥門和真空管道等組成。
4.溫度保障系統(tǒng)：
它主要用來保證試驗所需的溫度環(huán)境，包括正溫環(huán)境和負溫環(huán)境。正溫和負溫都通過設置一個冷背景，通過加熱籠加熱控溫來實現(xiàn)，用戶只需設定目標溫度即可實現(xiàn)控溫，并能按溫度循環(huán)試驗要求實現(xiàn)循環(huán)控溫。
5.熱真空狀態(tài)控制監(jiān)測系統(tǒng)：
它用來控制真空系統(tǒng)和溫度保障系統(tǒng)的元件的動作，顯示當前的控制狀態(tài)，并負責將真空度、溫度等參數(shù)保存記錄下來，繪制特定曲線，便于直觀了解參數(shù)的變化情況。主要由控制柜和工控機兩個部分組成。
控制系統(tǒng)采用****微型可編程控制器，真空系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)分別用了一個PLC，使各控制系統(tǒng)有一定的獨立性，一旦有問題出現(xiàn)時，可以單獨進行故障診斷和維修。
本系統(tǒng)還可對斷氣，斷水等主要故障進行相應的報警。
6.輔助配套系統(tǒng)：
主要有冷卻水系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)，冷卻水系統(tǒng)為真空系統(tǒng)的真空泵和溫度保障系統(tǒng)的制冷機組提供冷卻，氣路系統(tǒng)為真空閥門提供氣源動力。
污染監(jiān)測主要監(jiān)測真空室內(nèi)殘余氣體的成分和物體表面的分子沉積量情況。
六、設備分系統(tǒng)技術內(nèi)容：
1.真空模擬容器
1.1真空容器結(jié)構形式：臥式圓筒形筒體，支撐架直接落地，后端為封頭，與筒體焊死，前端為封頭大門。
1.2真空容器材料：優(yōu)質(zhì)不銹鋼304，壁厚不低于8mm。
1.3真空容器尺寸：φ1100×1100mm(直段部分尺寸)。
1.4真空容器中心距地面高度：1500mm
1.5筒體內(nèi)安裝熱沉，熱沉內(nèi)安裝加熱籠,加熱籠內(nèi)有導軌、試件平臺。
1.6大門法蘭采用出氣率低的氟橡膠圈密封。
1.7容器有良好的接地，對地電阻≤0.1Ω。
1.8大門中心裝有一個玻璃觀察窗(口徑240形式)。
1.9筒體上方裝有高、低真空測量，薄膜規(guī)，開兩個大法蘭(口徑)。
1.10容器上方裝低壓12V照明燈和相應的密封接頭(口徑)。
1.11容器上方裝測溫傳感器PT100的密封接頭(口徑)。
1.12筒體左右側(cè)面各有兩個用于試驗