A device for monitoring the product composition of a Holzer thruster plume region relates to a monitoring technique for the product composition of the Holzer thruster, in order to satisfy the analysis requirement of a product component of a Holzer thruster plume region. Cathode plate and relative electrode, arranged in parallel in a vacuum chamber, Holzer thruster plume area is located between the cathode plate and the electrode area, the bias voltage output of high voltage power supply is connected to the cathode plate, zero potential output high voltage power supply is connected to the electrode; nanosecond pulse laser laser vertical incident to the cathode plate shot, jet direction the cathode plate escaping electron beam and Holzer jet thruster plume perpendicular to the direction of electron and plume particles collide to produce fluorescence, ICCD camera through the filter to collect fluorescence, ICCD camera with computer. The invention is suitable for monitoring the product composition of the Holzer thruster plume region.
【技术实现步骤摘要】
一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置
本专利技术涉及霍尔推力器产物组分的监测技术。
技术介绍
随着卫星对寿命提出更高的要求,卫星推力器寿命的提高成为关键。传统的卫星化学推力器,推力大,但比冲小,提高推力器寿命就必须增加卫星携带的化学燃料,从而增加了卫星发射成本并且会降低有效载荷。与传统的化学推力器相比,电推力器具有体积小、质量轻、比冲高和寿命长等优势,能够降低卫星发射成本并且能够满足卫星的寿命要求,成为各国研究的热点。目前以霍尔推力器和离子推力器为主,已经有上百台电推进器应用到卫星上,主要用于执行卫星变轨、姿态控制、南北轨道保持等任务。中国霍尔推力器也已经搭载卫星在轨验证成功,主要工作机理是:在发动机的阳极和阴极间施加轴向的电场,由带电线圈产生径向方向的磁场,电子被磁场束缚,做周向的霍尔漂移,与通道内的中性原子碰撞,产生离子,离子被电场加速高速喷出从而产生推力。在霍尔推力器喷射出的羽流中包括了中性气体、一价离子、二价离子以及电子。由于霍尔推力器主要依靠加速离子产生推力,因此对于羽流中离子成分比例的分析对提高霍尔推力器推力性能十分重要。推进器羽流和它的卫星、飞船的相互作用,对霍尔推力器的影响表现在:1.中性气体和快离子的碰撞会产生慢离子,慢离子会被沿径向加速并且回流到推进器的前面从而对飞船造成腐蚀和电荷的积累。2.由于霍尔推力器的羽流呈现等离子体状态,对电磁波有屏蔽的作用,可能对飞船上的通信有影响。因此对霍尔推力器羽流区产物组分的分析对于提高霍尔推力器性能的研究是必不可少的。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了满足对霍尔推力器羽流区产物组分的分析需求,从而提 ...
【技术保护点】
一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置,其特征在于,包括高压电源(100)、阴极板(200)、电极(300)、真空室(400)、滤波片(500)、纳秒级脉冲激光器(600)、ICCD相机(700)和计算机(800);阴极板(200)与电极(300)相对、平行设置在真空室(400)内,霍尔推力器羽流区位于阴极板(200)与电极(300)之间的区域内,高压电源(100)的偏置电压输出端连阴极板(200),高压电源(100)的零电位输出端连电极(300);纳秒级脉冲激光器(600)出射的激光垂直入射至阴极板(200),阴极板(200)逸出电子束的射流方向与霍尔推力器羽流喷射方向垂直,电子与羽流区粒子碰撞产生荧光,ICCD相机(700)透过滤波片(500)收集荧光,ICCD相机(700)连计算机(800)。
【技术特征摘要】
1.一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置,其特征在于,包括高压电源(100)、阴极板(200)、电极(300)、真空室(400)、滤波片(500)、纳秒级脉冲激光器(600)、ICCD相机(700)和计算机(800);阴极板(200)与电极(300)相对、平行设置在真空室(400)内,霍尔推力器羽流区位于阴极板(200)与电极(300)之间的区域内,高压电源(100)的偏置电压输出端连阴极板(200),高压电源(100)的零电位输出端连电极(300);纳秒级脉冲激光器(600)出射的激光垂直入射至阴极板(200),阴极板(200)逸出电子束的射流方向与霍尔推力器羽流喷射方向垂直,电子与羽流区粒子碰撞产生荧光,ICCD相机(700)透过滤波片(500)收集荧光,ICCD相机(700)连计算机(800)。2.根据权利要求1所述的一种监测霍尔推力器羽流区产物组分的装置,其特征在于,所述电极(300)采用格栅实现,纳秒级脉冲激光器(600)出射的激光透过格栅垂直入射至阴极板(200)。3.根据权利要求1或2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱悉铭,宁中喜,刘晨光,韩星,孟圣峰,王彦飞,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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