一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，包括仓筒，仓筒内部固定有加速栅网，加速栅网上方设置有等离子体源，加速栅网与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第二电源的正极连接，第二电源的正、负极分别与等离子体源连接，仓筒还连接有抽真空机构，本发明专利技术的试验装置能够产生所需电子密度的等离子体环境，为下一步实验奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置
本专利技术涉及实验设备
，具体涉及一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置。
技术介绍
这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。电离层是日地能量传输链中的重要一环，是空间天气的重要组成部分，也是最为贴近空间物理应用层面的地球空间区域。电离层的状态及变化对通讯卫星、导航、火箭运行、遥感定位及超视距雷达探测等有着重要影响。专利技术人发现，空间环境复杂，当星载探测器升空后，出现探测器不工作或工作状态不理想，这对项目来说将是非常致命的，因此，卫星、火箭及星载探测器在正式升空前需要在实验环境中做大量的实验，如何模拟电离层的等离子体环境就尤为重要。运行于电离层的卫星加载等离子体探测仪器可以直接探测电子密度，其测量结果最为直接和真实，如何验证载荷探测器的准确性，也需要一个能模拟电离层等离子体环境的真空仓，因此亟需设计一个能够模拟电离层等离子体环境的试验设备。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，提供一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，能够产生等离子体环境且能够实现电子密度大小的调节，产生与电离层的空间电子密度相近的等离子体环境，方便后续实验的进行。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：第一方面，本专利技术的实施例提供了一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，包括仓筒，仓筒内部固定有加速栅网，加速栅网上方设置有等离子体源，加速栅网与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第二电源的正极连接，第二电源的正、负极分别与等离子体源连接，仓筒还连接有抽真空机构，抽真空机构能够对仓筒内部空间抽真空。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述仓筒与水冷机构连接，水冷机构用于对仓筒进行冷却。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述第一电源为稳压电源，用于对等离子体源与加速栅网之间提供稳定电压，所述第二电源为可编程电流源，用于对等离子体源激发出电子。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述等离子体源包括固定盘，固定盘上设置有金属丝，所述金属丝能用作金属阴极，所述固定盘搭设在加速栅网上。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述等离子体源两端分别与固定设置的第一电极柱和第二电极柱连接，第一电极柱和第二电极柱分别接第二电源的正极和负极，所述加速栅网与第三电极柱及第四电极柱连接，第三电极柱与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第一电极柱连接。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述第一电极柱、第二电极柱、第三电极柱均与水冷机构连接。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述抽真空机构包括机械泵和分子泵，分子泵的进口与仓体连接，分子泵的出口与机械泵的进口连接，机械泵的另一个进口与仓体连接。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述仓筒连接有进气管和出气管，所述进气管和出气管与仓筒内部空间相连通。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述仓筒内设置有等离子探测器，所述等离子探测器与设置在仓筒外的伸缩机构连接，伸缩机构能够带动等离子探测器沿与仓筒轴线垂直的方向运动。结合第一方面，本专利技术的实施例提供了第一方面的一种可能实施方式，所述仓筒还安装有电离规和电阻规。本专利技术的有益效果：本专利技术的实验装置，设置有与第一电源和第二电源连接的等离子体源和加速栅网，能够利用第二电源激发等离子体源的电子，并在第一电源产生的加速电场作用下与仓体内中性粒子碰撞，产生等离子体，并且通过第一电源和第二电源的调节，产生所需要电子密度的等离子体，实现了为下一步实验创造了所需要的等离子体环境，为下一步实验奠定了基础。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。图1为本专利技术实施例1整体结构示意图；图2为本专利技术实施例1第二电源输出恒功率控制原理示意图；图3为本专利技术实施例1等离子体源、加速栅网与第一电源和第二电源连接示意图；图4为本专利技术实施例1电子与靶粒子碰撞示意图；图5为本专利技术实施例1电子密度影响因素结构图；图6为本专利技术实施例1源稳定性测试曲线示意图；图7为本专利技术实施例1钨丝功率为303W条件下仓体电子密度纵向分布图；图8为本专利技术实施例1加速场为1.25×103V/m条件下仓体电子密度横向分布图；图9为本专利技术实施例1钨丝功率为303W条件下仓体电子密度横向分布图；其中，1.加速栅网，2.等离子体源，3.仓体，4.仓盖，5.第一冷却水进口管，6.第一冷却水出口管，7.第一电极柱，8.第二电极柱，9.第三电极柱，9-1.仓内接线部分，9-2.仓外接线部分，9-3.仓外接线端子，10.第四电极柱，11.第二电源，12.第一电源，13.第二冷却水进口管，14.第二冷却水出口管，15.机械泵，16.分子泵，17.等离子探测器，18.连接杆，19.进气管，20.出气管，21.电离规，22.电阻规，23.观察窗。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。正如
技术介绍
所介绍的，目前需要提供一种模拟电离层等离子体环境的试验装置，方便后续相关实验的进行，针对上述问题，本申请提出了一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置。本申请的一种典型实施方式实施例1中，一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，如图1所示，包括仓筒，仓筒内部固定有加速栅网1，加速栅网上方设置有等离子体源2，加速栅网与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第二电源的正极连接，第二电源的正、负极分别与等离子体源连接，第一电源能够使加速栅网与等离子体源之间具有正偏压，形成加速电场，所述第二电源能够激发出等离子体源的电子，在加速电场的作用下触碰仓筒内的中性离子，在仓筒内产生等离子体，仓筒还连接有抽真空机构，所述抽真空机构能够对仓筒内部空间进行抽真空。...

【技术保护点】
1.一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，包括仓筒，仓筒内部固定有加速栅网，加速栅网上方设置有等离子体源，加速栅网与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第二电源的正极连接，第二电源的正、负极分别与等离子体源连接，仓筒还连接有抽真空机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，包括仓筒，仓筒内部固定有加速栅网，加速栅网上方设置有等离子体源，加速栅网与第一电源的正极连接，第一电源的负极与第二电源的正极连接，第二电源的正、负极分别与等离子体源连接，仓筒还连接有抽真空机构。


2.如权利要求1所述的一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，所述仓筒与水冷机构连接，水冷机构用于对仓筒进行冷却。


3.如权利要求1所述的一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，所述第一电源为稳压电源，用于对等离子体源与加速栅网之间提供稳定电压，所述第二电源为可编程电流源，用于对等离子体源激发出电子。


4.如权利要求1所述的一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，所述等离子体源包括固定盘，固定盘上设置有金属丝，所述金属丝能用作金属阴极，所述固定盘搭设在加速栅网上。


5.如权利要求1所述的一种能够模拟电离层等离子体环境的试验装置，其特征在于，所述等离子体源两端分别与固定设置的第一电极柱和第二电极柱连接，第一电极柱和第二电极柱分别接第二电源的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜清府，王传安，郭怀龙，王进，张清和，李延辉，郭新，邢赞扬，孙琪，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37