[發(fā)明專利]新型馬赫探針

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810830792.3
• 申請日: 2018-07-25
• 公開（公告）號: CN108882492B
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 翁惠焱;馬伊帆;劉立輝;任翔;蘇楊
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H05H1/00
• 分類號: H05H1/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳迪

本發(fā)明提供了一種新型馬赫探針，涉及電推力器真空羽流參數(shù)診斷設備技術領域，本發(fā)明提供的新型馬赫探針包含收集模塊一和收集模塊二，其中：收集模塊一包括圓柱探針，圓柱探針的延伸方向平行于羽流流向，圓柱探針的圓柱側表面用于收集流場離子；收集模塊二包括平面探針，平面探針具有用于圓柱探針穿過的通孔和用于收集流場離子的收集端面，收集端面所處平面垂直于羽流流向，平面探針與圓柱探針之間通過套設于平面探針外部的絕緣護套絕緣。本發(fā)明提供的新型馬赫探針在使用時，離子能夠直接撞擊到收集端面上被收集產(chǎn)生離子電流，同時其被圓柱探針的鞘層加速后被探針收集亦產(chǎn)生離子電流，此收集過程不受到流場流速的影響，測量結果更加準確。

技術領域

本發(fā)明涉及電推力器真空羽流參數(shù)診斷設備技術領域，尤其是涉及一種新型馬赫探針。

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(tǒng)質量較小等優(yōu)點而廣泛應用于航天器的姿態(tài)和軌道控制。準確獲取電推力器真空羽流參數(shù)對于評估電推力器的性能是至關重要的。

電推力器噴管在真空噴出的羽流是等離子體，其中包含了由空心陰極發(fā)射的只做熱運動的電子以及由柵極加速引出的可忽略熱運動的離子。羽流中離子的宏觀運動速度即羽流流速。

馬赫探針是一類接觸式的等離子體診斷工具，用于得到做宏觀運動的等離子體的馬赫數(shù)或直接得到運動速度，其一般是由兩根朗繆爾探針組合而成。傳統(tǒng)的馬赫探針是兩根相互平行的圓柱狀的鎢絲構成，使用時完全沉浸在真空羽流中的，使得羽流垂直流向鎢絲，這就使得流場流速過高時位于流場前端的鎢絲對后端鎢絲產(chǎn)生劇烈的干擾，影響測量結果的準確性導致測量結果不準確。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種新型馬赫探針，收集離子過程中探針不受到流場流速的影響且探針之間互不影響收集，測量結果更加準確。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術方案：

本發(fā)明提供一種新型馬赫探針，包括收集模塊一和收集模塊二，其中：

所述收集模塊一包括圓柱探針，所述圓柱探針的延伸方向平行于羽流流向，所述圓柱探針的圓柱側表面用于收集流場離子；

所述收集模塊二包括平面探針，所述平面探針具有用于所述圓柱探針穿過的通孔和用于收集流場離子的收集端面，所述收集端面所處平面垂直于羽流流向，所述平面探針與所述圓柱探針之間通過套設于所圓柱探針外部的絕緣護套絕緣。

進一步地，所述圓柱探針為圓柱朗繆爾型。

進一步地，所述絕緣護套呈筒狀結構，內部設有用于對所述圓柱探針和所述平面探針靜電屏蔽的靜電屏蔽筒。

進一步地，所述靜電屏蔽筒的軸線與所述絕緣護套的軸線重合。

進一步地，所述收集模塊二還包括套設于所述平面探針外部且與所述平面探針連接到同一偏置電壓電路的保護環(huán)，所述平面探針與所述保護環(huán)之間通過絕緣組件絕緣。

進一步地，所述平面探針為平面朗繆爾型。

進一步地，所述絕緣組件包括陶瓷護套和第一陶瓷墊片，其中：

所述陶瓷護套套設于所述平面探針外部；

所述第一陶瓷墊片套設于所述平面探針外部；

所述陶瓷護套和所述第一陶瓷墊片之間形成環(huán)槽，所述環(huán)槽用于沿著平行所述平面探針的軸線方向對所述保護環(huán)進行定位。

進一步地，所述平面探針上具有定位端面，所述定位端面用于沿著所述平面探針的軸線方向對所述陶瓷護套進行定位。

進一步地，還包括套設于在所述收集模塊二外部的緊固螺母，所述緊固螺母用于對所述第一陶瓷墊片進行定位。