[發明專利]適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統及方法

在審

• 申請號: 202211055604.7
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115389212A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 周艷波;吳銘釤;李婷;盧世旭;郭寧;徐祿祥
• 申請（專利權）人: 國科大杭州高等研究院
• 主分類號: G01M15/14
• 分類號: G01M15/14;G01R31/00
• 代理公司: 杭州橙知果專利代理事務所(特殊普通合伙) 33261
• 代理人: 李品

本申請公開了一種適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統及方法，其中系統包括：推力反應裝置，用于提供一個推力反應面；運動限制裝置，用于在推力反應裝置被冷氣推力器的推力所驅動時限制推力反應裝置的運動軌跡；位置檢測裝置，用于在推力反應裝置被冷氣推力器驅動至預設位置時產生或/和輸出一個能被檢測的檢測電信號；信號處理裝置，用于根據檢測電信號以及啟動冷氣推力器的指令電信號之間的時間差計算或/和輸出冷氣推力器的啟動響應時間。本申請的有益之處在于提供了一種利用冷氣推力器直接推動反應物運動并高效檢測反應物的位置以間接檢測推力響應時間的適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統及方法。

技術領域

本申請涉及測量技術領域，具體而言，涉及一種適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統及方法。

背景技術

隨著微機電技術的不斷進步，以及微小衛星技術的發展，小型、微型衛星能夠承擔的科學任務能力也大大增強。由此，對微小衛星的推進系統提出了更高的要求，以滿足更高的科學任務需求。在微小衛星上采用體積小、控制簡單的冷氣推進技術來滿足衛星的姿態調整、軌道保持以及衛星壽命末期的離軌操作不失為一個較好的方案。但是，由于微小衛星質量小，冷氣推力器的推力響應時間對衛星姿態調整的實時控制影響重大。測量冷氣推力器的響應時間，即測量推力器獲得控制指令到冷氣從推力器噴口噴出的延遲時間。在常規的冷氣推進系統中，推進劑一般為氨氣或氮氣而應用在微小衛星上的冷氣推力器推力大小僅有微牛級，冷氣流量十分弱小，測量冷氣推力器響應時間十分困難。

發明內容

本申請的內容部分用于以簡要的形式介紹構思，這些構思將在后面的具體實施方式部分被詳細描述。本申請的內容部分并不旨在標識要求保護的技術方案的關鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求的保護的技術方案的范圍。

本申請的一些實施例提出了適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統及方法，來解決以上背景技術部分提到的技術問題。

作為本申請的第一方面，本申請的一些實施例提供了一種適用于冷氣推力器的啟動響應時間檢測系統，包括：推力反應裝置，用于提供一個設置在冷氣推力器的推力輸出路徑上的推力反應面；運動限制裝置，用于在推力反應裝置被冷氣推力器的推力所驅動時限制推力反應裝置的運動軌跡；位置檢測裝置，用于在推力反應裝置被冷氣推力器驅動至預設位置時產生或/和輸出一個能被檢測的檢測電信號；信號處理裝置，用于根據檢測電信號以及啟動冷氣推力器的指令電信號之間的時間差計算或/和輸出冷氣推力器的啟動響應時間；其中，推力反應裝置與運動限制裝置構成物理連接；位置檢測裝置與信號處理裝置構成電性連接。

進一步的，推力反應裝置包括：擺動件，其被構造具有一個平面以作為推力反應面；運動限制裝置包括：懸掛線，用于將擺動件在重力的作用下進行自由懸掛；其中，懸掛線的一端連接至擺動件以使擺動件的推力反應面垂直于推力輸出路徑。

進一步的，運動限制裝置還包括：懸掛架，包含一個沿水平方向的延伸懸掛臂；其中，懸掛線的另一端連接至懸掛臂的中段。

進一步的，擺動件被構造具有：受力部，用于形成推力反應面；觸發部，用于形成觸發位置檢測裝置的觸發結構；其中，擺動件的重心位于受力部和觸發部之間。

進一步的，擺動件在處于自由懸掛時，懸掛線的延長線穿過擺動件的重心。

進一步的，受力部被構造為一個平行于第一平面的板狀結構，觸發部被構造為一個平行于第二平面的板狀結構。

進一步的，擺動件在處于自由懸掛時，擺動件在水平面的投影形狀包括一個“T”字形的輪廓。

進一步的，擺動件被構造為具有多面體結構，多面體的一個平面作為推力反應面，多面體遠離該平面的部分作為觸發結構。