[發明專利]用于面對等離子體部件的電子反射率測試平臺及測試方法

在審

• 申請號: 201810025140.2
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108226197A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 訾鵬飛;曹磊;周自波;許鐵軍;李磊;韓樂;劉嚴偉;姚達毛
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N23/20
• 分類號: G01N23/20
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

1.一種用于面對等離子體部件的電子反射率測試平臺，其特征在于：包括有真空室，在真空室內設有帶有通水管道的熱沉，在所述的熱沉的進水口與出水口分別設置有入口溫度傳感器和出口溫度傳感器，在熱沉上方固定安裝待測試材料制成的測試件，在所述測試件的不同位置處分別設有測試件溫度傳感器，在所述的真空室內安裝有電子槍，所述的電子槍對測試件的電子掃描區域進行掃描轟擊。

2.根據權利要求1所述的用于面對等離子體部件的電子反射率測試平臺，其特征在于：所述的熱沉固定安裝在絕熱材料制成的隔熱板上。

3.根據權利要求2所述的用于面對等離子體部件的電子反射率測試平臺，其特征在于：所述的測試件溫度傳感器通過固定座固定在隔熱板上。

4.一種用于面對等離子體部件的電子反射率測試方法，其特征在于：根據能量守恒定律可得：

Q_L＝Q_A+Q_R，Q_L＝UI

其中Q_L為電子槍加載功率，Q_A為吸收總能量，Q_R為反射總能量，U為電子槍加載電壓，I為電子槍加載電流；

則電子反射率q表示為：

q＝Q_R/Q_L＝1-Q_A/Q_L

Q_A＝Q₁+Q₂+Q₃+Q₄

其中Q₁為熱交換中水流帶走的能量，Q₂為測試件熱輻射損失的能量，Q₃為熱傳導損失的能量，Q₄測試件溫度升高達到穩態所需的能量；

試驗中測試工況均取值為穩態狀態，所以Q₄＝0；

由于使用了隔熱板，熱傳導損失的能量忽略不計，所以取值Q₃＝0；

Q₂＝εAC(T₂⁴-T₁⁴)

其中ε為測試件材料的熱輻射系數，A為測試件的熱輻射面積，斯特藩-玻爾茲曼常數C＝5.67×10^-8W/m²·k⁴，T₂為測試件表面溫度，T₁為真空室環境溫度；

Q₁＝cmΔT＝c·ρvA₁·(T₄-T₃)

其中c為冷卻水的比熱，m為冷卻水的質量，ΔT為冷卻水的進出口溫差，ρ為冷卻水的密度，v為冷卻水的流速，A₁為冷卻管道的截面積，T₃為入水口水溫，T₄出水口水溫；

此時得出測試件的電子反射率為：

由入水口溫度傳感器測量溫度得到T₃，出水口溫度傳感器測量溫度得到T₄，測試件溫度傳感器測量溫度得到T₂，真空室測量系統得到T₁，電子槍的檢測系統得到U、I，根據測量數據即可計算出測試件材料的電子反射率。