[發明專利]電推力器空間羽流檢測裝置

有效

• 申請號: 201810008693.7
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108318572B
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 蔡國飆;劉立輝;蘇楊;賀碧蛟;翁惠焱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01N27/62
• 分類號: G01N27/62
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 畢翔宇

本發明提供了一種電推力器空間羽流檢測裝置，屬于電推進器等離子體測量領域，該電推力器空間羽流檢測裝置包括底座、法拉第探針、電場發生片和接地金屬片；法拉第探針與底座相連接；電場發生片和接地金屬片分別與底座相連接，電場發生片和接地金屬片之間能夠產生電場，法拉第探針位于底座和電場發生片、接地金屬片圍成的空間內；電場發生片和接地金屬片之間產生的電場能夠屏蔽非軸向入射離子以及低速入射粒子，以使法拉第探針能夠能到精確空間束電流密度。

技術領域

本發明涉及電推進器等離子體測量領域，具體涉及一種電推力器空間羽流檢測裝置。

背景技術

離子推力器、霍爾推力器等電推力器因其比沖高、壽命長和系統質量較小等優點而廣泛應用于航天器的姿態和軌道控制。準確獲取電推力器真空羽流參數對評估電推力器和航天器性能是至關重要的。

電推力器真空羽流是等離子體，主要包含離子、電子和中性氣體分子等，得到羽流中束電流密度分布是評估電推力器壽命及其羽流效應的重要指標，法拉第探針是測量空間離子密度分布的一種簡易手段及方法。

裸露式法拉第探針在空間羽流中接收的離子必來自多個方向，但得到軸向束電流密度才是法拉第探針的設計目的。消除非軸向的束電流密度有許多手段，其中最簡單的方式為套筒型法拉第探針，但考慮到在狹小長管中粒子間碰撞產生的影響，套筒型法拉第探針并不是一個理想的解決辦法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電推力器空間羽流檢測裝置，該電推力器空間羽流檢測裝置中，利用電場發生片和接地金屬片之間產生的電場能夠將入射粒子中的非軸向離子以及低速入射離子進行屏蔽，從而使軸向入射粒子進入磁場并受力偏轉后打在法拉第探針的安裝位置，使法拉第探針能夠能到精確空間束電流密度。

基于上述目的，本發明提供的電推力器空間羽流檢測裝置，包括：底座、法拉第探針、電場發生片和接地金屬片；

所述法拉第探針與所述底座相連接；

所述電場發生片和接地金屬片分別與所述底座相連接，所述電場發生片和接地金屬片之間能夠產生電場，所述法拉第探針位于所述底座和所述電場發生片、接地金屬片圍成的空間內；

所述電場發生片和接地金屬片之間產生的電場能夠屏蔽非軸向入射離子以及低速入射粒子，以使所述法拉第探針能夠能到精確空間束電流密度。

上述的電推力器空間羽流檢測裝置中，電場發生片和接地金屬片之間能夠產生電場，該電場能夠使軸向離子進入磁場后受力偏轉并打在法拉第探針的安裝位置，同時，能夠利用該電場使非軸向離子及低速入射離子偏轉后不被法拉第探針采集到，從而提高法拉第探針測量精度。

進一步的，所述電場發生片包括第一金屬片和第二金屬片，所述第一金屬片和第二金屬片形成L形，所述第一金屬片連接所述底座。

電場發生片用以接觸負偏置電壓，以與接地金屬片之間產生電場。

進一步的，所述接地金屬片包括第三金屬片和第四金屬片，所述第三金屬片和第四金屬片形成L形，所述第三金屬片連接所述底座。

接地金屬片用以接地，以與電場發生片之間產生電場。

進一步的，所述電場發生片和所述接地金屬片相對設置，形成U形結構，所述第二金屬片和第四金屬片之間具有用以通過入射離子的軸線垂直于電場的入射孔。

上述入射孔的設置，能夠通過入射孔向垂直于電場的方向輸入入射離子，從而利用電場對非軸向離子及低速入射離子進行屏蔽，保障法拉第探針的測量精度。

進一步的，所述法拉第探針與所述底座可拆卸連接。

法拉第探針與底座采用可拆卸連接方式，方便對法拉第探針進行位置調整及更換，提高使用的便捷性。