[发明专利]原子氧通量密度的测量方法

说明书

技术领域

本发明属于空间环境探测领域，具体来说，本发明涉及一种利用太阳电池测量原子氧环境密度的方法。

背景技术

原子氧通量密度可以用许多技术进行测量，包括标定样品的质量损失法、石英晶体微天平法(QCM)、质谱法、电阻传感器法等。这些方法或者极其昂贵，要求回收样品，或者很复杂难于在航天器上实现。因此提出一个新的方法，利用太阳电池进行轨道原子氧通量密度测量。

太阳电池表面覆盖一层原子氧敏感的半透膜材料，例如聚酰亚胺膜或者无定形碳膜。半透膜在原子氧环境作用下，透过率发生变化。半透膜光学透过率变化，引起太阳电池开路电流的变化，通过测量电池开路电流的变化，获得原子氧环境的通量密度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种原子氧的通量密度的测量方法，该方法利用半透膜的透过率变化对太阳电池短路电流的影响，从而完成原子氧通量密度的测试。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种原子氧通量密度的测量方法，包括在原子氧环境中的相同位置设置两个相同规格的作为探测器探头的太阳电池片，第一块电池片的主表面用半透膜进行包覆，而第二块电池片(参考太阳电池片)不覆盖半透膜，两块电池片通过已知的太阳电池阵工艺粘结在基板上，从两太阳电池片上分别引出两条测量线，对各自的短路电流进行测量，通过测量电池开路电流的变化，获得原子氧环境的通量密度。

优选地，所述半透膜为聚酰亚胺膜或无定形碳膜。

优选地，所述基板为铝板、铝蜂窝板等。

本发明的测量方法采用的探测器探头是卫星常用的太阳电池，无功耗、重量轻、体积小。可以用在任何卫星上，具有通用性，价格低廉、可靠，可以实现航天器在轨原子氧环境的实时监测并为低地球轨道长寿命航天器可靠性设计提供数据支持。

附图说明

图1是本发明的原子氧通量密度的测量方法的原理图。

其中，1-参考太阳电池片；2-太阳电池片；3-半透膜。

具体实施方式

以下参照附图对本发明的原子氧的通量密度的测量方法进行详细说明，但这仅仅是示例性的，并不旨在限定其保护范围，其保护范围由附上的权利要求进行限定。

如图1所示，本发明的原子氧的通量密度的测量方法包括采用两个太阳电池片，第一个太阳电池片2的主表面包覆半透膜3如聚酰亚胺膜、无定形碳膜，该太阳电池片暴露原子氧环境下发生侵蚀，半透膜的光学透过率发生变化，太阳电池的短路电流会随之发生变化。第二块太阳电池片(参考太阳电池片1)不覆盖半透膜，在原子氧环境下发生侵蚀，这样可以消除温度及光照角的影响。由于太阳电池的短路电流与半透膜的透过率有关，因此，原子氧侵蚀会影响半透膜的光学透过率，近而影响太阳电池的短路电流。其中，所述基板为铝板、铝蜂窝板等等。

基于此，本发明的测量方法具体包括在原子氧环境中的相同位置设置两个太阳电池片，第一块电池片的主表面用半透膜进行包覆，而第二块电池片(参考太阳电池片)不覆盖半透膜，两块电池片通过已知的太阳电池阵工艺粘结在基板上，从两太阳电池片上分别引出两条测量线，对各自的短路电流进行测量，通过测量电池开路电流的变化，获得原子氧环境的通量密度。

尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。