[發明專利]一種離子推力器壽命地面試驗設備

有效

• 申請號: 201510419288.0
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105067293A
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 柏樹;楊建斌;徐金林;劉玉魁;駱水蓮
• 申請（專利權）人: 蘭州空間技術物理研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 付雷杰;楊志兵

1.一種離子推力器壽命地面試驗設備，其特征在于，包括：主艙真空容器、插板閥、副艙真空容器、真空抽氣系統、離子束靶、防濺射屏、推力器移動機構、石英晶體微量天平QCM、推力器發散角測量系統、柵極腐蝕在線監測系統、地面試驗電源系統、設備控制系統、氙氣供氣系統、復壓系統、冷卻水系統、氣動元件供氣系統、液氮儲供系統和攝像照明系統；

其中，主艙真空容器一端設有主艙艙門，另一端通過插板閥與副艙真空容器相連，副艙真空容器一端設有副艙艙門，另一端通過插板閥與主艙真空容器相連；主艙真空容器為離子推力器地面壽命試驗的工作艙，副艙為離子推力器的放置艙；

真空抽氣系統由用于抽空氣的普通大口徑低溫泵和用于抽氙氣的氙氣大口徑低溫泵組成，每臺低溫泵與主艙真空容器之間設有插板閥，用于將地面試驗設備抽至要求的真空度；

離子束靶安裝在主艙真空容器的主艙艙門內表面上，離子束靶外表面設有高純石墨靶板；

防濺射屏安裝在主艙真空容器直線段的內圓周面上，防濺射屏材料為純鈦Ta1；

柵極腐蝕在線監測系統包括機械臂以及安裝機械臂上的照相機，通過照相獲得試驗過程中離子推力器柵極的腐蝕狀況；所述柵極腐蝕在線監測系統安裝在主艙真空容器內的檢測室中；

推力器發散角測量系統安裝在主艙真空容器前段距離離子推力器前方，可上下翻轉和水平平移，參與離子推力器束流發散角檢測時，推力器發散角測量系統水平平移至離子推力器端面前方，并將推力器發散角測量系統的檢測端面翻轉為豎直態，使得推力器發散角測量系統的測試面中心與離子推力器中心對齊、且測試面與離子推力器的噴出口端面平行；不參與檢測時，將推力器發散角測量系統的測試面翻轉為水平態，測試面向下；

QCM安裝在推力器移動機構上，位于推力器的前端面前上方，用于監測濺射沉積物污染狀況；

主艙真空容器和副艙真空容器上各自設有復壓系統，用于試驗停止時，向主艙真空容器和副艙真空容器真空室充入潔凈氣體；

冷卻水系統用于向真空抽氣系統提供冷卻水；

氣動元件供氣系統向真空抽氣系統的氣動元件提供壓縮氣；

液氮儲供系統儲存并向離子束靶、真空抽氣系統中的大孔徑低溫泵提供冷氮氣，用于降低離子束靶和大孔徑低溫泵的溫度；

攝像照明系統安裝在主艙真空容器頂部，用于實時監測和記錄地面試驗過程中主艙真空容器內推力器的實時圖像；

推力器移動機構位于副艙真空容器內，用于安裝和自動控制移動離子推力器；

地面試驗電源系統通過副艙真空容器上的穿艙法蘭用導線與離子推力器相連，為推力器提供試驗電源；

設備控制系統用于對各設備工作狀態進行實時監控和記錄，負責推力器電源的控制管理和試驗測試數據的分析處理，具有報警系統；

氙氣供氣系統通過副艙真空容器上的穿艙管接頭與離子推力器相連，為推力器提供氣源。

2.如權利要求1所述的離子推力器壽命地面試驗設備，其特征在于，主艙真空容器和副艙真空容器均由0Cr18Ni9材料制成。

3.如權利要求1所述的離子推力器壽命地面試驗設備，其特征在于，主艙真空容器要求極限真空度小于1.0×10^-5Pa，本底真空度小于1.3×10^-4Pa，工作真空度小于5.0×10^-4Pa；副艙真空度要求小于1.0×10^-2Pa。