[发明专利]推力器羽流参数测量系统、方法及装置

权利要求书

1.一种推力器羽流参数测量系统，其特征在于，所述系统包括扫描电源、采集设备、计算设备及两根收集探针，其中两根所述收集探针相对于待测推力器的中轴线对称设置，两根所述收集探针各自的粒子收集侧面相向设置并与所述待测推力器的离子喷射口所在的平面垂直；

所述扫描电源的正负极各自连接一根所述收集探针，用于为所述收集探针提供扫描电压，以通过两根所述收集探针之间形成的电场对所述待测推力器产生的离子体羽流进行粒子收集；

所述采集设备与两根所述收集探针连接，用于采集粒子收集过程中的两个所述粒子收集侧面之间的电压及电流；

所述计算设备与所述采集设备连接，用于根据采集到的两个所述粒子收集侧面之间的电压及电流计算得到所述待测推力器所对应的羽流参数，其中所述羽流参数包括电子温度、离子数密度、离子流速及空间电位；

其中，所述计算设备基于离子流速与离子数密度、空间电位、粒子收集半径及侧面间距之间的对应关系计算所述待测推力器的离子流速，所述离子流速与离子数密度、空间电位、粒子收集半径及侧面间距之间的对应关系采用如下式子表示：

其中，v表示离子流速，n_i表示离子数密度，e表示电子电荷量，m_i表示离子质量，I_i表示离子饱和电流，H表示两个所述粒子收集侧面之间的侧面间距，N_A表示阿伏伽德罗常数，V_p表示空间电位，R表示所述粒子收集侧面的粒子收集半径，l表示被积分的收集半径数值，其数值范围为0～R。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括探针固定件；

所述探针固定件设置在所述待测推力器的靠近离子喷射口的一侧，并与两根所述收集探针固定连接，以使两根所述收集探针处于所述离子体羽流的流场覆盖范围内，其中所述探针固定件将两根所述收集探针间隔设置。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述探针固定件为U型结构，所述探针固定件包括第一固定板、第二固定板及承载板，其中所述第一固定板与所述第二固定板各自连接一根所述收集探针；

所述承载板的一端与所述第一固定板固定连接，所述承载板的另一端与所述第二固定板固定连接，其中所述第一固定板与所述第二固定板各自与所述承载板垂直。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括两个探针护套；

每一探针护套套设在对应的所述收集探针上，用于对该收集探针进行保护，并防止该收集探针的除所述粒子收集侧面之外的侧面收集粒子。

5.一种推力器羽流参数测量方法，其特征在于，应用于权利要求1-4中任意一项所述的推力器羽流参数测量系统中的计算设备，所述方法包括：

实时获取由采集设备采集的两根收集探针在扫描电源的作用下对待测推力器进行粒子收集时的两个粒子收集侧面之间的电压及电流；

根据获取到的两个所述粒子收集侧面之间的电压及电流确定出所述收集探针在粒子收集过程中的伏安特性曲线；

根据所述伏安特性曲线计算由所述待测推力器产生的离子体羽流所对应的电子温度；

根据所述伏安特性曲线及所述收集探针的粒子收集侧面面积计算所述离子体羽流所对应的离子数密度；

根据所述伏安特性曲线计算所述离子体羽流所对应的空间电位；

根据所述离子数密度、所述空间电位、两根所述收集探针之间的侧面间距以及所述粒子收集侧面面积，计算所述离子体羽流所对应的离子流速。