一种低轨道航天器悬浮电位检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低轨道航天器悬浮电位检测装置及方法。本发明专利技术包括传感器、绝缘杆、伸杆、绝缘垫和检测电路。传感器通过伸杆伸出航天器的等离子体鞘层，感应空间等离子体环境电位；通过检测电路检测传感器与航天器之间电压的方式计算出航天器悬浮电位。鉴于悬浮金属导体与航天器结构地之间的泄漏电流对平衡电位的影响，采用高阻电容分压测量方式测量悬浮金属导体与航天器结构地之间的电位差。检测电容通过开关K1和开关K2的闭合、断开动作，完成电路内部累积静电荷释放。本发明专利技术可直接获得航天器悬浮电位，设计简单、可靠。

A device and method for detecting the levitation potential of low orbit spacecraft

【技术实现步骤摘要】
一种低轨道航天器悬浮电位检测装置及方法
本专利技术涉及航天器电位在轨测量
，具体涉及一种低轨道航天器悬浮电位检测装置及方法。
技术介绍
低轨道运行的航天器与空间等离子体相互作用，尤其在航天器使用高压太阳电池阵时，将在航天器结构和空间等离子体环境之间产生高电势差(即航天器悬浮电位)，对航天员出舱和飞船对接作业、航天器热控系统和能源系统等产生很多安全隐患，必须对低轨道航天器的悬浮电位进行测量和控制，以保障航天器任务的完成。因此，研究低轨道航天器悬浮电位检测方法，对我国低轨道航天器在轨安全运行有着至关重要的意义。常规的航天器悬浮电位检测方法为扫描电压式朗缪尔探针电位检测方法。其工作原理为，通过向等离子体中插入一个电极(即朗缪尔探针)，在电极上施加扫描电压，使电极与空间等离子体环境之间的电位差发生变化，该电位差使得电极吸收空间环境中的电子和离子，产生吸收电流。吸收电流为零时，即电子吸收电流和离子吸收电流平衡时，电极的电位可表征空间等离子体环境的电位时。对扫描电压和吸收电流进行测量，形成I-V曲线。吸收电流为零时的电压为航天器悬浮电位。...

【技术保护点】
1.一种低轨道航天器悬浮电位检测装置，其特征在于，包括传感器(1)、绝缘杆(2)、伸杆(3)、绝缘垫(4)和检测电路(5)；/n其中，传感器(1)为尺寸大于等离子体德拜半径的金属导体；所述传感器(1)通过绝缘杆(2)与伸杆(3)连接；伸杆(3)通过绝缘垫(4)安装在航天器上；传感器(1)通过伸杆(3)伸出航天器的等离子体鞘层；/n检测电路(5)包括串联的电容C1和电容C2，以及电压检测电路；传感器(1)的引线依次串联C1和C2后，与航天器结构地连接；电压检测电路用于测量电容C2两端的电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种低轨道航天器悬浮电位检测装置，其特征在于，包括传感器(1)、绝缘杆(2)、伸杆(3)、绝缘垫(4)和检测电路(5)；
其中，传感器(1)为尺寸大于等离子体德拜半径的金属导体；所述传感器(1)通过绝缘杆(2)与伸杆(3)连接；伸杆(3)通过绝缘垫(4)安装在航天器上；传感器(1)通过伸杆(3)伸出航天器的等离子体鞘层；
检测电路(5)包括串联的电容C1和电容C2，以及电压检测电路；传感器(1)的引线依次串联C1和C2后，与航天器结构地连接；电压检测电路用于测量电容C2两端的电压。


2.如权利要求1所述的低轨道航天器悬浮电位检测装置，其特征在于，还包括开关K1和开关K2；开关K1并联在串联的C1、C2的两端，开关K2并联在电容C2的两端。

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【专利技术属性】
技术研发人员：刘海波，苗育君，胡向宇，孙迎萍，李存惠，赵振栋，全小平，王栋，张竞，
申请(专利权)人：兰州空间技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃;62