[發明專利]一種加熱絲失效條件下對電推進空心陰極的壽命預測方法

有效

• 申請號: 201611257311.1
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106650153B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 寧中喜;王亞楠;于達仁;王福峰;張海廣;韓星
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種加熱絲失效條件下對電推進空心陰極的壽命預測方法，其特征在于，該方法為：

前期準備：將所有待測加熱絲的電阻值求平均值μ₀和方差σ₀²，并根據該平均值μ₀設定電阻值合理閾值，

將所有待測加熱絲的電阻值與電阻值合理閾值進行對比，

將不在閾值范圍內的加熱絲剔除；

在符合閾值范圍的加熱絲中選取10個加熱絲作為模擬實驗元件，并保證所述10個加熱絲的電阻滿足正態分布X～N(μ₀,σ₀²)，

模擬實驗：建立加熱絲蒸發模型利用該蒸發模型對模擬實驗元件模擬蒸發過程，在模擬過程中等距選取k個時間點下每個模擬實驗元件的電阻值，獲得每個時間點下10個模擬實驗元件的均值μ_t與方差σ_t²，且該均值μ_t與方差σ_t²滿足正態分布X～N(μ_t,σ_t²)，記錄每個模擬實驗元件實驗結束的時間，選取最小時間值作為模擬壽命；

短期實驗：將待檢測的三個加熱絲放置于實驗裝置中進行短期試驗，獲得短期時間內的電阻的方差，判斷該電阻的方差隨時間的變化值是否小于等于模擬實驗中的每個時間點下10個模擬實驗元件的方差σ_t²，是則將模擬壽命作為待檢測的三個加熱絲的預測壽命；否則結束壽命預測。

2.根據權利要求1所述的一種加熱絲失效條件下對電推進空心陰極的壽命預測方法，其特征在于，

加熱絲蒸發模型為恒流加熱下加熱絲的蒸發模型，所述恒流加熱下加熱絲的蒸發模型的建立方法如下：

利用加熱絲測溫實驗獲得加熱絲溫度T：

T＝a×W+b＝f(W) (1)

其中，a和b均為常數，取值分別為15.140和921.649，W為加熱功率，

根據加熱絲溫度T獲得加熱絲的蒸發速率J_T：

其中，K₀n₀為常數，取值為160331g/cm²s，e為自然常數，E₀為鎢的功函，取值為70247K，

利用蒸發速率J_T獲得加熱絲的腐蝕速率V_⊥：

其中，ρ_v表示鎢錸合金的密度，取值為19.70g/cm³，

設恒流加熱模式下的加熱功率W為：

W＝f(R)＝f(ρ_Ω,l,r) (4)

其中，ρ_Ω表示電阻率，l表示加熱絲的長度，r表示加熱絲的半徑，

綜合上述式(1)、(2)、(3)和(4)獲得加熱絲半徑腐蝕速率方程：

利用加熱絲電阻率隨溫度變化關系對加熱絲的常數電阻率進行修正，

將式(4)代入(1)中，獲得恒流加熱下的熱絲溫度T_恒流加熱：

T_恒流加熱＝aW+b＝af(ρ_Ω,l,r)+b (6)

將公式(6)代入公式(5)，獲得修正后的加熱絲的半徑衰減公式，即：恒流加熱下加熱絲的蒸發模型：