[發(fā)明專利]等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310441397.3
• 申請(qǐng)日: 2013-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN103471738A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洪巖;魏立秋;楊子怡;韓柯;于達(dá)仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01K7/16
• 分類號(hào): G01K7/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張利明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及霍爾效應(yīng)推進(jìn)器的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微小衛(wèi)星體積小、重量輕、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，發(fā)射方式靈活、成本較低、研制周期短，已經(jīng)成為當(dāng)今衛(wèi)星領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)之一。衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)可以減小每個(gè)衛(wèi)星的復(fù)雜性并能提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，并且每個(gè)衛(wèi)星的尺寸和重量的減小也會(huì)降低衛(wèi)星發(fā)射的費(fèi)用，已逐步應(yīng)用到商業(yè)領(lǐng)域。為了能夠?qū)崿F(xiàn)微小衛(wèi)星的準(zhǔn)確定位和姿態(tài)調(diào)整，對(duì)推力系統(tǒng)的要求是小推力、低功率，然而傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)器比沖小，推力大，效率低，不能滿足微小衛(wèi)星對(duì)小推力、低功率、高效率、高比沖推進(jìn)裝置的要求。電推進(jìn)裝置是通過電加熱或者電磁場(chǎng)的作用力加速推進(jìn)劑氣體以獲得推力，其比沖為傳統(tǒng)化學(xué)推進(jìn)方式的1.5倍到25倍，當(dāng)質(zhì)量流量低時(shí)其推力能夠滿足微小衛(wèi)星對(duì)推力的要求，且效率要遠(yuǎn)高于化學(xué)推進(jìn)器。

霍爾推力器是一類已廣泛應(yīng)用的電推進(jìn)裝置，是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，霍爾推力器屬于電推進(jìn)范疇，是電磁式電推進(jìn)的典型代表。霍爾推力器一般具有中空共軸結(jié)構(gòu)，在其環(huán)形通道內(nèi)存在徑向的磁場(chǎng)和軸向的電場(chǎng)，中性原子工質(zhì)（通常為氙）被電子電離后在軸向電場(chǎng)作用下被加速噴出從而產(chǎn)生反向推力。磁場(chǎng)對(duì)推進(jìn)器的性能起著至關(guān)重要的作用。霍爾推力器磁場(chǎng)通常由通電線圈形成，線圈功耗通常為幾十瓦到百瓦量級(jí)，絕大部分的功耗以線圈發(fā)熱的形式耗散，同時(shí)霍爾推力器等離子體放電過程中伴隨著大量熱量的產(chǎn)生。在真空工作條件下，緊湊的而狹小的勵(lì)磁繞組空間，限制推力器線圈熱量的疏導(dǎo)，因此霍爾推力器線圈溫度在線監(jiān)測(cè)是反映推力器工作狀態(tài)和可靠性的重要指標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有等離子霍爾效應(yīng)推力器的勵(lì)磁繞組線圈的溫度在線監(jiān)測(cè)需要額外增加測(cè)量電偶的問題，本發(fā)明提供了一種等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)方法。

等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，它的具體步驟為，

步驟一、在線采集等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組的電壓U₁和電流I_I，

步驟二、將所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組的電壓U₁和電流I_I代入公式

t1=α(U1II·1R*-1)+t0---(1)]]>

中，最終獲得等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組的當(dāng)前溫度；實(shí)現(xiàn)等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)；

其中，α為勵(lì)磁繞組的溫度系數(shù)；

R^*為勵(lì)磁繞組在初始溫度下的電阻；

t₀為勵(lì)磁繞組的初始溫度；

t₁為某一時(shí)刻勵(lì)磁繞組的溫度；

所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組為純銅導(dǎo)線時(shí)，α的取值為254.4529；

所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組為純鋁導(dǎo)線時(shí)，α的取值為233.1002；

所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組為純銀導(dǎo)線時(shí)，α的取值為1.7277。

本發(fā)明帶來(lái)的有益效果是，本發(fā)明在不增加任何測(cè)量元件的情況下，保持等離子體霍爾效應(yīng)推力器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和原有結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)，在不增加測(cè)量電偶的條件下實(shí)現(xiàn)了等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)，適合于未來(lái)航天中各種線圈類設(shè)備的溫度的在線監(jiān)測(cè)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組溫度在線監(jiān)測(cè)方法的流程圖。

圖2為本發(fā)明所述的等離子體霍爾效應(yīng)推力器勵(lì)磁繞組中的附加繞組的電阻與溫度的關(guān)系圖。