[發明專利]一種電推力器推力流量電流聯測裝置及方法

有效

• 申請號: 202011093250.6
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112268704B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 李建玲;黃成金;范瑋
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00;G01M15/02;G01L5/00;G01F1/76;G01R19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種電推力器推力流量電流聯測裝置及方法，包括電子天平、下屏蔽板、天平稱量盤、推力臺、側屏蔽板、前屏蔽板、電荷收集板和升降支架，所述下屏蔽板在中心設有下屏蔽板中心孔，所述推力臺在下方設有推力臺支腳，所述側屏蔽板在后方設有升降支架通道，所述下屏蔽板放置于電子天平上方，所述天平稱量盤通過下屏蔽板中心孔與電子天平連接，所述側屏蔽板是一個三面結構，與前屏蔽板一起組成四面封閉體，所述電荷收集板通過絕緣連接器與側屏蔽板相連，所述升降支架通過升降支架通道與升降器連接。本發明實現了在不破壞真空測試環境的前提下，同時測量電推力器的推力、流量和電流，還能夠修正電推力器在真空中的自然質量揮發造成的流量誤差。本發明簡化了電推力器性能測試流程，降低了測試難度，提高了測試準確性。

技術領域

本發明屬于航天推進領域，涉及一種電推力器推力流量電流聯測裝置及方法。

背景技術

通過帶電粒子束流產生推力的電推力器是航天推進領域常用的一種推力器，具有優良的推進性能，廣泛用于航天器軌道機動和姿態控制等。此類推力器，具有推力量級小、推進劑質量流量小和比沖高等特點。其中，比沖是指單位重量推進劑所產生的沖量，是衡量電推力器推進性能十分重量的參數，比沖可以通過測量推進劑質量流量和推力從而計算得到。電流是電推力器工作中進行功率衡量的重量參數。電推力器的多項性能參數需依賴推力、流量和電流的測量，甚至要求三者的同時測量結果。綜上，電推力器的推力、流量和電流的測定是評價電推力器性能的必然要求。

由于對電推力器而言，其推力、流量都十分微小，測試困難。電推力器的測試通常需要在真空環境下進行，在現有的技術中，電推力器的推力、流量和電流往往只能分別測量，且測試設備復雜，流程繁瑣，操作困難。比如對于電推力器推力的測量，常通過扭擺或類似形式進行，需要進行系統配重等操作，對測試環境和操作敏感，也不能在測量推力的同時測量流量。因此，對于比沖性能，往往需要解除真空環境，稱量電推力器工作前后質量變化來計算工作期間的流量，從而計算電推力器的比沖。這種方法不僅需要破壞真空環境，費時費力，還無法計入在電推力器工作過程中系統自然揮發的質量，造成流量數值偏高，比沖計算不準。為能夠同時對電推力器推力、流量和電流進行測量，同時簡化測試流程，提高測試準確性，本發明提出一種電推力器推力流量電流聯測裝置及方法。

發明內容

要解決的技術問題

為了解決電推力器推力、流量和電流難以同時測量，電推力器流量測試不準的問題，本發明提供了一種電推力器推力流量電流聯測裝置及方法。本發明能夠實現推力、流量和電流三個關鍵量的同時測量，其中流量為時間平均結果且考慮了電推力器在真空中的自然質量揮發，從而簡化電推力器的測試過程，提高電推力器的測試精度，獲得推力、流量和電流同時測量結果。

技術方案

一種電推力器推力流量電流聯測裝置，包括電子天平(1)、下屏蔽板(2)、天平稱量盤(4)、推力臺(5)、側屏蔽板(7)、前屏蔽板(9)、電荷收集板(11)和升降支架(12)，所述下屏蔽板(2)在中心設有下屏蔽板中心孔(3)，所述推力臺(5)在下方設有推力臺支腳(6)，所述側屏蔽板(7)在后方設有升降支架通道(8)；

其中，所述下屏蔽板(2)放置于電子天平(1)上方，所述天平稱量盤(4)通過下屏蔽板中心孔(3)與電子天平(1)連接；

其中，所述側屏蔽板(7)是一個三面結構，與前屏蔽板(9)一起組成四面封閉體；

其中，所述電荷收集板(11)通過絕緣連接器(10)與側屏蔽板(7)相連；

其中，所述升降支架(12)通過升降支架通道(8)與升降器(13)連接；

其中，所述升降支架(12)行程的上限足以使推力臺(5)與天平稱量盤(4)脫離接觸，升降支架(12)行程的下限足以使推力臺(5)與升降支架(12)脫離接觸。