图解天宫二号实验装置:核心是“样品管理仓”

头条推送科普中国头条创作与推送项目头条创作与推送2016-09-15 11:49
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图解天宫二号实验装置:核心是“样品管理仓”

这套实验装置由“材料实验炉”(简称“炉子”)、“材料电控箱”和“材料样品工具袋”三个单机构成。整个装置共约27.6kg重,最大功耗不到200W(而一般电水壶的功率也要1000~1800W),相当于2个100W白炽灯,却能实现真空环境下最高950℃的炉膛温度。

图解天宫二号实验装置:核心是“样品管理仓”

样品管理单元的核心是存储样品的“样品管理仓”。

样品管理仓类似于左轮手枪的“弹夹”,它一次能够装6颗“子弹”,即能够完成六种材料样品的高温制备和处理。

当其中某个样品需要进行生长时,就将该样品的料舱对准“枪管”并慢慢将“子弹”推进“枪管”中,然后枪管加热到高温,按预定工艺实现这个工位所装样品的生长。

这套装置的提拉速度,也就是“子弹”在“枪管”中的运动速度,可以控制在每小时0.5毫米到100毫米,最大的移动距离是178毫米。

以这种形式完成一个样品的高温实验后,可以把该样品退回到它所在的“弹夹”中,然后如左轮手枪那样,转动弹夹使得第二个样品料舱到位并将样品送进“枪管”中进行实验,这样可依次完成6个料舱中的样品实验。

图解天宫二号实验装置:核心是“样品管理仓”

上述的“弹夹”转位、样品输送、“枪管”加热等一系列动作,均由“材料电控箱”发号施令完成。

“材料电控箱”是这套装置的“大脑”,由许多的元器件及集成电路构成,而这些构件又可以看作是“脑细胞”,也分别具有不同的功能。

“材料电控箱”不但控制着材料实验炉的所有功能和动作,还负责与外界的信息传输和交流,实验装置的供电、实验数据向地面的传输均是通过这个“大脑”与平台的联系来完成的。

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