[发明专利]一种微米级粉尘淋撒均匀度测量方法和装置

说明书

一种微米级粉尘淋撒均匀度测量方法和装置，属于空间环境模拟技术领域，解决现有缺少能够准确获取高分辨率的粉尘淋撒均匀度的测量方法问题。本发明的方法包括：将全部量杯放置于待测淋撒均匀度区域下方，并按照矩阵的形式进行排列；将全部的量杯放置于待测区域的下方；当预设数量的量杯中的粉尘盖住杯底时，停止采样；获取每个量杯所在区域粉尘淋撒质量，按每个量杯在矩阵中相应的位置进行记录，获取粉尘淋撒质量矩阵；计算所述粉尘淋撒平均质量矩阵中所有元素的均方差，根据所述粉尘淋撒平均质量矩阵中所有元素的均方差和所述粉尘总质量的比值，判断所述待测区域的粉尘淋撒均匀度。本发明适用于对大面积微米级粉尘淋撒均匀度高分辨率的测量。

技术领域

本申请涉及空间环境模拟技术领域，尤其涉及一种微米级粉尘淋撒均匀度测量方法和装置。

背景技术

在对如月球、火星等深空探测任务的设计中，星体表面粉尘所带来的影响不可忽视。以月球探测为例，由于月球的微重力和真空环境，月尘颗粒非常容易因探测活动被扬起并悬浮空中。月尘颗粒通常带有电荷，易粘附于探测设备的表面，难以清理，同时还会干扰探测设备的正常工作，严重时可能导致任务终止。因此，建造能够有效模拟粉尘空间分布的地面模拟试验环境是深空探测任务中十分重要的一项工作。

目前，已有的研究大多注重于创造粉尘环境，而对粉尘淋撒的均匀度关注度少，并且缺少高分辨率的空间内粉尘质量分布测量方法，故对于粉尘均匀分布的定量控制有难度，进一步地，可能影响到后续试验结果不准确，对装备或仪器在粉尘环境中工作状况的检测不完备，最终影响到设备整体的可靠性、稳定性和工作性能。所以，涉及粉尘环境的空间环境模拟实验需要一种高精度的测量方法来判断淋撒装置的有效性，同时测量方法也作为改进淋撒装置精度和评估所建立的月尘模拟实验环境合理性的一个参考。基于以上原因，为更准确地获取粉尘在空间分布的信息，有必要基于称重法设计一种高分辨率的粉尘淋撒均匀度测量方法。

粉尘浓度测量方法分为采样法和非采样法。相较于非采样法，采样法的优点在于可测得粉尘的绝对质量浓度，数据可靠，原理简单，且不受电气、光学等性能的变化影响。采样法中的称重法是粉尘浓度测量的一种基本方法，常用作非采样法测量系统的标定和校准依据。目前已有研究对粉尘淋撒的均匀度关注度少，多为测量粉尘浓度的研究而少有针对粉尘分布均匀度的研究，缺少高分辨率的空间内粉尘质量分布测量方法。

而涉及粉尘环境的空间环境模拟实验需要这样的测量方法来判断淋撒装置的有效性，并且有助于改进实验装置的精度。因此亟需一种能准确地获取粉尘在空间分布的信息的粉尘淋撒均匀度测量方法。

发明内容

本发明目的是为了解决现有缺少能够准确获取高分辨率的粉尘淋撒均匀度的测量方法的问题，提供了一种微米级粉尘淋撒均匀度测量方法和装置。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一方面，提供一种微米级粉尘淋撒均匀度测量方法，所述方法包括：

步骤1、选取若干个相同的量杯；

步骤2、将全部量杯放置于待测淋撒均匀度区域下方，并按照矩阵的形式进行排列，并为所述量杯编号；

步骤3、将全部的量杯放置于待测区域的下方，所述待测区域为淋撒区域；

步骤4、设置预设数量，当预设数量的量杯中的粉尘盖住杯底时，停止采样；

步骤5、设置量杯的采样方式，根据所述采样方式对量杯进行采样，将被采样的量杯进行称重，获取所述被采样的量杯采样后质量；

步骤6、根据每个所述被采样的量杯的采样前质量和采样后质量的差值，获取每个量杯所在区域粉尘淋撒质量，并按照每个所述被采样的量杯在矩阵中相应的位置进行记录，获取粉尘淋撒质量矩阵；

步骤7、重复步骤1-6若干次，获取若干个所述粉尘淋撒质量矩阵，将所述若干个所述粉尘淋撒质量矩阵相加并取平均值，得到粉尘淋撒平均质量矩阵；