[发明专利]一种在轨除污朗缪尔探针、系统及方法

权利要求书

1.一种在轨除污朗缪尔探针在轨除污系统，其特征在于：

包括：收集电极、绝缘层、保护电极、加热元件和外壳；

收集电极的第一端裸露，收集电极的中部外侧包覆有绝缘层，绝缘层外侧包覆有保护电极，收集电极的第二端位于外壳内，且收集电极的第二端与加热元件连接；

所述加热元件为铂丝，铂丝缠绕在收集电极的第二端；

加热元件与压控恒流源电路连接，压控恒流源电路与处理器连接；

处理器的信号输出端口与磁保持继电器连接，磁保持继电器与稳流电路连接，稳流电路的一端与加热元件连接，稳流电路的另一端与电压跟随器连接，电压跟随器与差分放大电路连接，差分放大电路与处理器的模数转换接口连接，处理器的数模转换接口与稳流电路连接；

当利用电路进行加热除污染时，MCU控制磁保持继电器切换到R_x1,电路恒定流过电流I_Pt＝V_DA/R_x1,设置R_x1＝10Ω，V_DA的变化范围为：0-3.3V，铂丝上加载的电流至多达到330mA，使铂丝快速加热探针；

当对探针进行测温时，MCU控制磁保持继电器切换到R_x2，设置R_x2＝1kΩ，铂丝上加载mA级别的恒定电流，差分放大电路将铂丝两端的电压放大后输入到MCU的模数转换端口，AD端口电压V_AD如式所示：

MCU根据数字化后的电压大小，结合放大倍数与恒定电流的大小计算出此时铂丝的阻值，利用查表的方式得出此时探针的温度。

2.如权利要求1所述的朗缪尔探针在轨除污系统，其特征在于：

稳流电路包括第一运算放大器和第二运算放大器，处理器的数模输出端口通过第一电阻与第一运算放大器的反向输入端连接，电源通过第二电阻与第一运算放大器的正向输入端连接，第一运算放大器的负向输入端与输出端之间连接有相互并联的第三电阻和第一电容，第一运算放大器的正向输入端通过第四电阻接地，第四电阻并联有第二电容；

第一运算放大器的输出端与第二运算放大器的正向输入端连接，第二运算放大器的负向输入端与磁保持继电器连接，第二运算放大器的负向输入端与磁保持继电器的汇接点与三极管的发射极连接，三极管的基极与第二运算放大器的输出端连接，三极管的集电极与加热元件的一端连接，加热元件的另一端接地。

3.如权利要求1所述的朗缪尔探针在轨除污系统，其特征在于：

电压跟随器包括第三运算放大器，三极管的集电极与加热元件的汇接点与第三运算放大器的正向输入端连接，第三运算放大器的反向输入端与输出端连接。

4.如权利要求1所述的朗缪尔探针在轨除污系统，其特征在于：

差分放大电路包括第四运算放大器，第三运算放大器的输出端通过第五电阻与第四运算放大器的正向输入端连接，第四运算放大器的正向输入端通过第六电阻接地，第四运算放大器的反向输入端通过第七电阻接地，且第四运算放大器的反向输入端通过第八电阻与输出端连接。

5.如权利要求2所述的朗缪尔探针在轨除污系统，其特征在于：

磁保持继电器包括选通开关以及并联连接的第一电阻和第二电阻，电源与选通开关连接，选通开关与第一电阻或第二电阻连接，第一电阻的阻值小于第二电阻的阻值。

6.一种朗缪尔探针在轨除污方法，其特征在于：利用权利要求1-5任一项所述的朗缪尔探针在轨除污系统，包括以下过程：

当利用电路进行加热除污染时，处理器控制磁保持继电器切换到第一电阻，电路恒定流过电流，加热元件上加载大于预设值的电流，实现朗缪尔探针的加热去污。

7.一种朗缪尔探针在轨测温方法，其特征在于：利用权利要求1-5任一项所述的朗缪尔探针在轨除污系统，包括以下过程：

当对探针进行测温时，处理器控制磁保持继电器切换到第二电阻，加热元件上加载毫安级别的电流，差分放大电路将加热元件两端的电压放大后输入到处理器的模数转换端口。