[發(fā)明專利]朗繆爾探針、朗繆爾探針診斷系統(tǒng)及其診斷方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810824809.4
• 申請(qǐng)日: 2018-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN109104805A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翁惠焱;劉立輝;韓木天;賀碧蛟;蔡國飆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H05H1/00
• 分類號(hào): H05H1/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳迪

1.朗繆爾探針，其特征在于，包括收集器、導(dǎo)電式螺桿引線、陶瓷護(hù)套以及六角螺母；

所述導(dǎo)電式螺桿引線擰入所述收集器內(nèi)與所述收集器連接，所述陶瓷護(hù)套套設(shè)于所述導(dǎo)電式螺桿引線上，且一端部與所述收集器抵接，所述六角螺母與所述導(dǎo)電式螺桿引線螺接、且與所述陶瓷護(hù)套另一端部抵接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的朗繆爾探針，其特征在于，所述收集器為球形。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的朗繆爾探針，其特征在于，所述收集器采用的材料為鎢或鉬。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的朗繆爾探針，其特征在于，所述導(dǎo)電式螺桿引線為銅螺桿。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的朗繆爾探針，其特征在于，所述陶瓷護(hù)套采用的材料為陶瓷。

6.朗繆爾探針診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的朗繆爾探針、電推力器、掃描電源、數(shù)據(jù)采集單元以及數(shù)據(jù)處理單元；

所述電推力器與所述朗繆爾探針連接，所述朗繆爾探針與所述掃描電源連接、且與所述數(shù)據(jù)采集單元連接，所述數(shù)據(jù)采集單元與所述數(shù)據(jù)處理單元連接。

7.基于權(quán)利要求6所述的朗繆爾探針診斷系統(tǒng)的診斷方法，其特征在于，包括以下步驟：

電推力器點(diǎn)火噴射等離子體，形成羽流；

掃描電源為收集器提供掃描電壓，所述收集器接收所述羽流中具有能量的電子或離子，電子或離子進(jìn)入所述收集器的鞘層后得到收集，形成探針電流；

所述探針電流沿朗繆爾探針中的導(dǎo)電式螺桿引線流向數(shù)據(jù)采集單元；

所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述收集器的探針電流和探針電壓并將其發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元；

所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到伏安特性曲線；

根據(jù)所述伏安特性曲線計(jì)算得到羽流參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的朗繆爾探針的診斷方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到伏安特性曲線的具體步驟包括:

所述數(shù)據(jù)處理單元對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得探針電壓測(cè)量值以及電流測(cè)量值；

根據(jù)所述探針電壓測(cè)量值和電流測(cè)量值獲得所述伏安特性曲線。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的朗繆爾探針的診斷方法，其特征在于，所述羽流參數(shù)包括電子數(shù)密度以及電子溫度。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的朗繆爾探針的診斷方法，其特征在于，根據(jù)所述伏安特性曲線計(jì)算所述電子溫度的具體步驟如下：

記錄伏安特性曲線中電流為0的點(diǎn)處電壓，記錄為懸浮電位V_f；

計(jì)算電子電流的一階導(dǎo)數(shù)dI_e/dV_B，可以用數(shù)值平滑技術(shù)消除噪聲，找到導(dǎo)數(shù)的最大值，并把對(duì)應(yīng)電壓標(biāo)記為等離子體空間電位V_p；

將伏安特性曲線對(duì)數(shù)化(lnI_e/V_B)，用最小二乘法確定V_f和V_p之間曲線斜率，斜率倒數(shù)為電子溫度：

T_e＝(dlnI_e/dV_B)^-1；

其中，T_e為電子溫度；I_e為伏安特性曲線中任意點(diǎn)的電流；V_B為伏安特性曲線中與I_e對(duì)應(yīng)的電壓。