[发明专利]电推力器空间羽流检测装置

说明书

本发明提供了一种电推力器空间羽流检测装置，属于电推进器等离子体测量领域，该电推力器空间羽流检测装置包括底座、法拉第探针、电场发生片和接地金属片；法拉第探针与底座相连接；电场发生片和接地金属片分别与底座相连接，电场发生片和接地金属片之间能够产生电场，法拉第探针位于底座和电场发生片、接地金属片围成的空间内；电场发生片和接地金属片之间产生的电场能够屏蔽非轴向入射离子以及低速入射粒子，以使法拉第探针能够能到精确空间束电流密度。

技术领域

本发明涉及电推进器等离子体测量领域，具体涉及一种电推力器空间羽流检测装置。

背景技术

离子推力器、霍尔推力器等电推力器因其比冲高、寿命长和系统质量较小等优点而广泛应用于航天器的姿态和轨道控制。准确获取电推力器真空羽流参数对评估电推力器和航天器性能是至关重要的。

电推力器真空羽流是等离子体，主要包含离子、电子和中性气体分子等，得到羽流中束电流密度分布是评估电推力器寿命及其羽流效应的重要指标，法拉第探针是测量空间离子密度分布的一种简易手段及方法。

裸露式法拉第探针在空间羽流中接收的离子必来自多个方向，但得到轴向束电流密度才是法拉第探针的设计目的。消除非轴向的束电流密度有许多手段，其中最简单的方式为套筒型法拉第探针，但考虑到在狭小长管中粒子间碰撞产生的影响，套筒型法拉第探针并不是一个理想的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电推力器空间羽流检测装置，该电推力器空间羽流检测装置中，利用电场发生片和接地金属片之间产生的电场能够将入射粒子中的非轴向离子以及低速入射离子进行屏蔽，从而使轴向入射粒子进入磁场并受力偏转后打在法拉第探针的安装位置，使法拉第探针能够能到精确空间束电流密度。

基于上述目的，本发明提供的电推力器空间羽流检测装置，包括：底座、法拉第探针、电场发生片和接地金属片；

所述法拉第探针与所述底座相连接；

所述电场发生片和接地金属片分别与所述底座相连接，所述电场发生片和接地金属片之间能够产生电场，所述法拉第探针位于所述底座和所述电场发生片、接地金属片围成的空间内；

所述电场发生片和接地金属片之间产生的电场能够屏蔽非轴向入射离子以及低速入射粒子，以使所述法拉第探针能够能到精确空间束电流密度。

上述的电推力器空间羽流检测装置中，电场发生片和接地金属片之间能够产生电场，该电场能够使轴向离子进入磁场后受力偏转并打在法拉第探针的安装位置，同时，能够利用该电场使非轴向离子及低速入射离子偏转后不被法拉第探针采集到，从而提高法拉第探针测量精度。

进一步的，所述电场发生片包括第一金属片和第二金属片，所述第一金属片和第二金属片形成L形，所述第一金属片连接所述底座。

电场发生片用以接触负偏置电压，以与接地金属片之间产生电场。

进一步的，所述接地金属片包括第三金属片和第四金属片，所述第三金属片和第四金属片形成L形，所述第三金属片连接所述底座。

接地金属片用以接地，以与电场发生片之间产生电场。

进一步的，所述电场发生片和所述接地金属片相对设置，形成U形结构，所述第二金属片和第四金属片之间具有用以通过入射离子的轴线垂直于电场的入射孔。

上述入射孔的设置，能够通过入射孔向垂直于电场的方向输入入射离子，从而利用电场对非轴向离子及低速入射离子进行屏蔽，保障法拉第探针的测量精度。

进一步的，所述法拉第探针与所述底座可拆卸连接。

法拉第探针与底座采用可拆卸连接方式，方便对法拉第探针进行位置调整及更换，提高使用的便捷性。