CN106441701A - 一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法 - Google Patents

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岳士超
顾左
李达
刘士永
田东鹏
马彦坤
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L21/00—Vacuum gauges
    • G01L21/30—Vacuum gauges by making use of ionisation effects

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Abstract

本发明公开了一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，以解决现有方法不能测试推力器工作区域内真空度的问题。该方法包括下列步骤：A、将电离真空规管置于真空舱内推力器工作区域的要求测试位置上；B、将传感器与电离真空规管和穿舱法兰相连；C、将舱外信号线与穿舱法兰的接线柱一一对应并与真空计相连；D、将设备抽真空，推力器点火开始，打开真空计开始测试要求测试区域内的真空度；E、通过测量得到的真空度值，计算得出电推力器工作时的真实工作真空度。采此方法后，因将电离规管装入舱内更有效直观的判定推力器工作的真空环境是否满足要求；可以为更准确的计算电推力器的相关性能参数提供帮助。

Description

一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法
技术领域
本发明属于电推力器领域，具体涉及电推力器地面测试工作区域真空度的方法。
背景技术
电推力器工作真空度是通过真空舱电离真空计测试，这种方法虽然也能满足离子推力器测试要求，但是测出的是真空舱内的真空度而不是推力器工作区域内的真空度。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，以解决现有方法不能测试推力器工作区域内真空度的问题。
一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，包括下列步骤：
A、将电离真空规管置于真空舱内推力器工作区域的要求测试位置上；
B、将传感器与电离真空规管和穿舱法兰相连；
C、将舱外信号线与穿舱法兰的接线柱一一对应并与真空计相连；
D、将设备抽真空，推力器点火开始，打开真空计开始测试要求测试区域内的真空度；
E、通过测量得到的真空度值，计算得出电推力器工作时的真实工作真空度。
作为本发明的进一步改进，用铝箔将舱内信号线及传感器接头包裹。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
（1）采此方法后，可以真实有效的测量推力器工作区域内的真空度，解决过去由于真空规管只能安装在真空舱壁上，无法测量到推力器出口区域真实真空度的问题；
（2）采此方法后，因将电离规管装入舱内更有效直观的判定推力器工作的真空环境是否满足要求；
（3）采此方法后，因测试有效的真空度可以为更准确的计算电推力器的相关性能参数（例如出口区域的气体反流量等）提供帮助。
附图说明
图1是本发明一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的布置示意图。
附图标记含义如下：电离真空规管（1）、真空舱（2）、推力器（3）、传感器（4）、穿舱法兰（5）、真空计（6）、舱外信号线（20）、收集极信号线（21）。
具体实施方式
一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，是指在现场完成测量，具体包括下列步骤：
A、先将电离规（量程为10-2—10-5Pa）置于真空舱内需要测试的位置并做好固定，
B、将传感器及信号线与电离真空规管和穿舱法兰相连；
C、将舱外信号线20与穿舱法兰接线柱一一对应并与真空计相连；即将舱内5根线接于穿舱法兰接线柱上并做好标记，舱外5根线与穿舱法兰接线柱一一对应连接，切记不能松动，舱外线与真空计连接。
D、将舱内真空计收集极信号线21及传感器接头用铝箔包裹；起到固定与防护作用。防止推力器工作时产生的束流等离子体带来的损伤或影响。
E、将设备抽真空，推力器点火开始，同时在规定的时间内打开真空计开始测试要求测试区域内的真空度；测试结束后关闭真空计，单次真空计工作时间不超过5分钟，如需长时间检测真空度可采用间隔开关机测试的方法。
F、通过测量得到的真空度值，计算得出电推力器工作时的真实工作真空度，采用以下公式（以氙气工质电推力器为例），必须选用与电推力器使用的工质气体相对应的气体常数，采用现有公式计算：
上式中，Pcorr为校正后的真实真空度，Pioniz,gauge为电离真空规管测量到的压力值，Pbase为真空舱的本底真空度，2.87为氙气的特征常数，其他工质气体的特征常数可通过查阅对应气体物理特性手册得到。本底真空度只与真空设备本身的抽气性能有关，通常定义为真空舱在无外部气体充入条件下，真空系统连续工作24h后的真空度。
实施例
LIPS-200离子推力器（一种采用电场加速工质气体离子产生推力的电推力器）与吸气装置联试中，将规管接与吸气装置的进气口处（距推力器束流出口约1m的位置）真实有效的测试到了推力器在稳定引出束流时电推力器出口附近的真实真空度，最终测量得到的真空度为计算离子推力器出口气体反流量提供了有效的数据，并根据下列现有公式计算得到反流量，从而准确计算出了离子推力器在太空中工作时的推力和比冲等关键性能参数。
其中，P为校正后的真实真空度，A为推力器出口与真空舱的有效解除面积，ηc为克劳森系数，通常值在0.9～1之间，T为环境温度(单位为K/开尔文)，Ma为工质气体的原子或分子质量。

Claims (2)

1.一种采用电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，其特征在于包括下列步骤：
A、将电离真空规管（1）置于真空舱（2）内推力器（3）工作区域的要求测试位置上；
B、将传感器（4）与电离真空规管（1）和穿舱法兰（5）相连；
C、将舱外信号线与穿舱法兰（5）的接线柱一一对应并与真空计（6）相连；
D、将设备抽真空，推力器点火开始，打开真空计开始测试要求测试区域内的真空度；
E、通过测量得到的真空度值，计算得出电推力器工作时的真实工作真空度。
2.根据权利要求1所述的电离真空计在线测量电推力器工作真空度的方法，其特征在于：用铝箔将舱内信号线及传感器接头包裹。
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