CN105092065B - 高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置 - Google Patents

高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置。使用本发明能够适应恶劣的离子推力器工作环境，且安全可靠，测量精度高。本发明包括绝缘螺钉、测温探头、导热绝缘垫片、紧固螺帽、高温引线和探头保护铠，其中探头保护铠铠装在测温探头外；测温探头通过绝缘螺钉固定在待测表面上，并通过紧固螺帽锁紧；导热绝缘垫片位于测温探头与待测表面之间；测温探头的测量信号通过高温引线引出至温度巡检仪。本发明采用整体绝缘的方式，避免了传统测温装置可能引起的短路、设备损坏或是伤及试验操作人员的状态，并且也避免了传统测温装置造成的推力器表面污染以及在等离子体环境中，探头容易被击穿的问题。

Description

高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置
技术领域
本发明涉及温度测量技术领域，具体涉及一种高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置。
背景技术
在对高温、高压及等离子体环境下的离子推力器进行温度测量时，传统办法为有机胶固定温度传感器或是采用红外光学方法测温。但是，采用有机胶固定温度传感器会造成对推力器表面的污染且存在安全隐患，采用红外光学测温则会存在较大的测量误差。此外，对等离子体环境且高电压状态下的推力器进行测温时，胶固定方法可能会引起探头击穿短路，而只能选择红外光学测温。而光学测温对测试条件具有苛刻需求并且存在较大的误差，不能满足高温、高压及等离子体环境等特种环境下的离子推力器的温度测量需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，能够在高温、高压及等离子体恶劣环境下离子推进器的温度测量，安全可靠，测量精度高。
本发明的高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，包括绝缘螺钉、测温探头、导热绝缘垫片、紧固螺帽、高温引线和探头保护铠，其中探头保护铠铠装在测温探头外，探头保护铠上设有与绝缘螺钉相配合的螺纹孔；测温探头通过绝缘螺钉固定在待测表面上，并通过紧固螺帽锁紧；导热绝缘垫片位于测温探头与待测表面之间；测温探头的测量信号通过高温引线引出至温度巡检仪。
进一步地，还包括导热片，导热片的一端固定在待测表面上，测温探头通过绝缘螺钉固定在导热片上，导热绝缘垫片位于测温探头与导热片之间。
进一步地，所述绝缘螺钉材料为陶瓷。
进一步地，所述高温引线从测温探头端沿输出端方向20～30cm范围内，采用隔热膜进行覆盖包裹。
进一步地，所述探头保护铠内部填充陶瓷材料。
有益效果：
(1)本发明采用绝缘螺钉完成测温探头与推力器待测表面的固定，采用导热绝缘垫片、紧固螺帽、绝缘螺钉完成测温探头与离子推力器待测表面的绝缘；由于离子推力器待测表面带有高压(DC1000～1100V)，因而采用导热绝缘垫片隔离测温探头与待测表面。同时，测温探头被导热绝缘垫片和紧固螺帽、绝缘螺钉所保护，用于等离子体环境下的测温探头的保护，能够适用于传统温度传感器测量方法无法应用的高温、高压及等离子体环境，且测量精度优于传统红外测温方法。
(2)利用导热片完成对离子推力器规则或者不规则部件表面(例如圆柱形或是曲面)的测温，实现了传统胶固定方式无法实现的不规则表面测温。
(3)本测量装置采用了整体绝缘方式，以避免传统测温装置可能引起的短路、设备损坏或是伤及试验操作人员的状态。避免了传统测温装置造成的推力器表面污染以及在等离子体环境中，探头容易被击穿的问题。
(4)采用本发明测量装置获得的温度精度较高，经测量结果验证，误差≤5℃。
附图说明
图1为本发明测温装置示意图。
图2为采用本发明进行间接测温示意图。
其中，1-绝缘螺钉，2-测温探头，3-导热绝缘垫片，4-待测表面，5-紧固螺帽，6-导热片，7-高温引线，8-探头保护铠，9-隔热膜。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提供了一种高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，如图1所示，包括绝缘螺钉1、测温探头2、导热绝缘垫片3、紧固螺帽5、高温引线7和探头保护铠8，其中采用绝缘螺钉1将测温探头2以及导热绝缘垫片3固定于待测表面4上，并通过紧固螺帽5锁紧，导热绝缘垫片3位于测温探头2与待测表面4之间，起导热、电绝缘作用；测温探头2的测量信号通过高温引线7引出至温度巡检仪，获得待测表面的温度值；同时，采用探头保护铠8对测温探头2进行铠装，避免测温探头2的直接损伤，同时所述探头保护铠8内部填充陶瓷用于绝缘，避免由于操作不慎导致的测温探头2脱落至待测表面或导热片上发生短路造成危险；探头保护铠8上设有与绝缘螺钉1相配合的通孔，用于固定测温探头2。
所述绝缘螺钉1为陶瓷螺钉，用以固定测温探头。
对于不平整、不规则的待测表面，利用导热片6将待测表面的热量导出，将导热片6的一端固定在待测表面上，采用绝缘螺钉1将测温探头2及导热绝缘垫片3固定在导热片6上，通过测量导热片的温度间接测量待测表面的温度，如图2所示。导热片(6)一般采用导热性能好(热导率大于200W/(m·K)的材料如紫铜、铝等制成。
本发明采用绝缘螺钉完成测温探头与推力器待测表面的固定，采用导热绝缘垫片、紧固螺帽、绝缘螺钉完成测温探头与离子推力器待测表面的绝缘；同时，测温探头被导热绝缘垫片和紧固螺帽、绝缘螺钉所保护，能够适用于等离子体环境中。
高温引线7从测温探头端沿输出端方向20～30cm范围内，均以隔热膜9进行覆盖包裹，避免高温引线段绝缘性能下降。隔热膜9材料为聚酰亚胺。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，其特征在于，包括绝缘螺钉(1)、测温探头(2)、导热绝缘垫片(3)、紧固螺帽(5)、高温引线(7)和探头保护铠(8)，其中探头保护铠(8)铠装在测温探头(2)外，探头保护铠(8)上设有与绝缘螺钉(1)相配合的螺纹孔；采用绝缘螺钉(1)将测温探头(2)以及导热绝缘垫片(3)固定于待测表面(4)上，并通过紧固螺帽(5)锁紧；导热绝缘垫片(3)位于测温探头(2)与待测表面(4)之间；测温探头(2)的测量信号通过高温引线(7)引出至温度巡检仪。
2.如权利要求1所述的高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，其特征在于，还包括导热片(6)，导热片(6)的一端固定在待测表面(4)上，采用绝缘螺钉(1)将测温探头(2)及导热绝缘垫片(3)固定在导热片(6)上，导热绝缘垫片(3)位于测温探头(2)与导热片(6)之间。
3.如权利要求1所述的高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，其特征在于，所述绝缘螺钉(1)材料为陶瓷。
4.如权利要求1所述的高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，其特征在于，所述高温引线(7)从测温探头端沿输出端方向20～30cm范围内，采用隔热膜(9)进行覆盖包裹。
5.如权利要求1所述的高温、高压及等离子体环境下离子推力器的温度测量装置，其特征在于，所述探头保护铠(8)内部填充陶瓷材料。
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