CN113484805A

CN113484805A - 一种离子推力器放电室磁场定位测量装置

Info

Publication number: CN113484805A
Application number: CN202110755210.1A
Authority: CN
Inventors: 李建鹏; 赵以德; 耿海; 李娟�; 张兴民; 唐福俊; 郭德洲; 杨福全; 孙明明
Original assignee: Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Current assignee: Lanzhou Institute of Physics of Chinese Academy of Space Technology
Priority date: 2021-07-02
Filing date: 2021-07-02
Publication date: 2021-10-08

Abstract

本申请涉及航天电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，包括放电室、磁场强度检测仪、定位环以及定位工装，其中：放电室的外部设置有磁极；定位环设置在放电室的顶端，定位工装设置在放电室的内部；磁场强度检测仪与定位工装连接，用于检测放电室内部的磁场；放电室的顶端还设置有电机驱动轴，电机驱动轴穿过定位环，并与定位工装连接。本发明采用定位环和定位工装配合装配的方式实现了对离子推力器放电室内部磁场强度分布范围和大小的精确快速测量，结构简单，操作性好，大大提升了离子推力器的可靠性。

Description

一种离子推力器放电室磁场定位测量装置

技术领域

本申请涉及航天电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器放电室磁场定位测量装置。

背景技术

电推进技术作为一种先进空间推进技术，已经在空间各个应用领域得到了广泛应用，随着人类对空间探测的不断深入，探测任务所需速度增量越来越大。一些大速度增量任务在大功率、长寿命离子推力器的支持下才能完成。

放电室是产生和约束等离子体的场所，是离子推力器的核心组件，放电室内部磁场强度分布范围及大小直接影响放电室内部的等离子密度及束流均匀性，影响离子推力器的性能和寿命，现有的离子推力器放电室组件装配后没有办法实现精确快速的测量放电室磁场强度分布范围和大小，影响了离子推力器的可靠性。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，可以实现离子推力器放电室磁场的精确快速测量。

为了实现上述目的，本申请提供了一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，包括放电室、磁场强度检测仪、定位环以及定位工装，其中：放电室的外部设置有磁极；定位环设置在放电室的顶端，定位工装设置在放电室的内部；磁场强度检测仪与定位工装连接，用于检测放电室内部的磁场；放电室的顶端还设置有电机驱动轴，电机驱动轴穿过定位环，并与定位工装连接。

进一步的，定位环内部设置有轴承。

进一步的，定位环的下方设置有定位盖，定位环通过安装孔固定在定位盖与放电室之间。

进一步的，磁场强度检测仪包括上位机和测量探头。

进一步的，定位工装包括固定孔和配合孔，其中：固定孔通过螺栓与电机驱动轴连接；配合孔与测量探头连接。

进一步的，电机驱动轴与电机连接，定位工装在电机的带动下能够绕放电室内部的轴心旋转。

进一步的，定位工装、定位环、定位盖、轴承以及电机驱动轴的制作材料均为无磁性材料。

本发明提供的一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，具有以下有益效果：

本发明采用定位环和定位工装配合装配的方式实现了对离子推力器放电室内部磁场强度分布范围和大小的精确快速测量，结构简单，操作性好，大大提升了离子推力器的可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例提供的一种离子推力器放电室磁场定位测量装置的示意图；

图2是根据本申请实施例提供的一种离子推力器放电室磁场定位测量装置的定位环示意图；

图3是根据本申请实施例提供的一种离子推力器放电室磁场定位测量装置的定位工装示意图；

图中：1-放电室、11-磁极、21-上位机、22-测量探头、3-定位环、31-安装孔、4-定位工装、41-固定孔、42-配合孔、5-电机驱动轴、6-轴承、7-定位盖、8-螺栓。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

另外，术语“多个”的含义应为两个以及两个以上。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，本申请提供了一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，包括放电室1、磁场强度检测仪、定位环3以及定位工装4，其中：放电室1的外部设置有磁极11；定位环3设置在放电室1的顶端，定位工装4设置在放电室1的内部；磁场强度检测仪与定位工装4连接，用于检测放电室1内部的磁场；放电室1的顶端还设置有电机驱动轴5，电机驱动轴5穿过定位环3，并与定位工装4连接。

具体的，本发明实施例提供的离子推力器放电室磁场定位测量装置通过定位环3和定位工装4配合装配的方式，实现了离子推力器放电室1内部磁场强度分布范围和大小的精确快速测量。放电室1是离子推力器的核心组件，主要用于产生和约束等离子体，外部的四周设置有磁极11，内部会产生磁场，内部磁场的强度分布范围及大小会直接影响放电室1内部的等离子密度及束流均匀性，从而影响离子推力器的性能和寿命。磁场强度检测仪与放电室1内部的定位工装4连接，通过定位工装4不同的位置变化，可以实现对放电室1内部不同位置磁场强度的测量。定位环3套设在电机驱动轴5上，定位环3的内外径尺寸根据实际放电室1的尺寸和电机驱动轴5的尺寸进行确定，主要用于固定定位电机驱动轴5，使电机驱动轴5能够平稳转动，电机驱动轴5穿过定位环3，一端与放电室1内部的定位工装4通过螺栓8连接，另一端外接电机。测量时，电机带动电机驱动轴5转动，从而驱动定位工装4在放电室1内部转动，实现不同位置的定位，通过与定位工装4连接的磁场强度检测仪可以实时检测不同位置磁场的强度，从而实现离子推力器放电室1磁场的定位测量。

进一步的，定位环3内部设置有轴承6。轴承6设置在定位环3内部，与定位环3形成整体一起套设在电机驱动轴5上，主要用于对电机驱动轴5的支撑定位，使电机驱动轴5能够平稳快速的转动。

进一步的，如图2所示，定位环3的下方设置有定位盖7，定位环3通过安装孔31固定在定位盖7与放电室1之间。定位盖7主要用于支撑固定定位环3和轴承6，定位环3上设置有螺纹安装孔31，通过螺栓8依次穿过放电室1、定位环安装孔31以及定位盖7，使定位环3整体固定在定位盖7和放电室1的顶端端面之间。

进一步的，磁场强度检测仪包括上位机21和测量探头22。上位机21与测量探头22连接，测量探头22设置在放电室1的内部，与定位工装4连接。测量时，根据实际测量要求，定位工装4旋转定位到放电室1不同的位置，此时通过测量探头22可以采集该位置的磁场强度数据，然后上传到上位机21进行分析显示，从而实现离子推力器放电室1磁场的定位测量。

进一步的，如图3所示，定位工装4包括固定孔41和配合孔42，其中：固定孔41通过螺栓8与电机驱动轴5连接；配合孔42与测量探头22连接。定位工装4通过固定孔41与电机驱动轴5连接，定位工装4根据放电室1外部磁极11的实际布局位置和数量选择设置相应的配合孔42，配合孔42主要用于放置测量探头22，用于采集放电室1内不同位置的磁场强度数据。测量时，可以将测量探头22插入定位工装4上不同的配合孔42内，实现对放电室1内部不同位置的磁场强度的测量。

进一步的，电机驱动轴5与电机连接，定位工装4在电机的带动下能够绕放电室1内部的轴心旋转。电机驱动轴5外部连接有电机，定位工装4在电机的带动下可以实现绕放电室1轴线方向实现360度的旋转和定位。

进一步的，定位工装4、定位环3、定位盖7、轴承6以及电机驱动轴5的制作材料均为无磁性材料。由于磁性材料会影响放电室1内部的磁场强度变化，为了确保磁场强度测量的准确性，在本发明实施例中，定位工装4、定位环3、定位盖7、轴承6以及电机驱动轴5的制作材料均优选为无磁性材料。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，包括放电室、磁场强度检测仪、定位环以及定位工装，其中：

所述放电室的外部设置有磁极；

所述定位环设置在所述放电室的顶端，所述定位工装设置在所述放电室的内部；

所述磁场强度检测仪与所述定位工装连接，用于检测所述放电室内部的磁场；

所述放电室的顶端还设置有电机驱动轴，所述电机驱动轴穿过所述定位环，并与所述定位工装连接。

2.如权利要求1所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述定位环内部设置有轴承。

3.如权利要求2所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述定位环的下方设置有定位盖，所述定位环通过安装孔固定在所述定位盖与所述放电室之间。

4.如权利要求1所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述磁场强度检测仪包括上位机和测量探头。

5.如权利要求4所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述定位工装包括固定孔和配合孔，其中：

所述固定孔通过螺栓与所述电机驱动轴连接；

所述配合孔与所述测量探头连接。

6.如权利要求5所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述电机驱动轴与电机连接，所述定位工装在所述电机的带动下能够绕所述放电室内部的轴心旋转。

7.如权利要求3所述的离子推力器放电室磁场定位测量装置，其特征在于，所述定位工装、所述定位环、所述定位盖、所述轴承以及所述电机驱动轴的制作材料均为无磁性材料。