一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，包括支撑板、法兰盘、真空罐、绝缘支架、金属基板、针式阵列电极、真空装置、电控箱、静电电位动态测量仪和静电发生器；真空罐内侧固定安装有绝缘支架，绝缘支架上由下至上固定平行安装有金属基板和针式阵列电极；金属基板上放置模拟月尘；静电发生器输出端与针式阵列电极电路连接；静电电位动态测量仪输入端与金属板电路连接；静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；电控箱用于控制加载电荷的设备电路通断。本发明专利技术采用静电电晕给模拟月尘加载电荷，模拟费用低，易维护，解决了模拟月尘在低真空和常压环境中加载电荷的问题，满足以千伏级的静电电压给模拟月尘加载电荷的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备
本专利技术属于载人航天环境模拟设备
，特别涉及一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备。
技术介绍
在未来载人登月任务中，需要研究月尘环境中登月服及相关仪器设备是否能够正常工作，进行除尘工具测试和除尘训练。有必要在地面建立模拟月面月尘环境，为设备测试和除尘训练提供场所。月尘具有极强的表面粘附能力、材料磨损和腐蚀能力,目前一般认为这些现象和月尘颗粒形状、大小及带电等因素有关，为此在使用模拟月尘模拟月面尘环境时有必要模拟月尘带电的属性。通过给月尘充电增加月尘的粘附能力，在地面形成较为逼真的月尘环境。月尘带电和月面环境密切相关，通常模拟月尘带电，采用的模拟技术有真实环境模拟和等效模拟，真实环境模拟一般是：研制与月尘高度相似的模拟月尘，模拟月面真实环境因素如：高真空环境、紫外线辐照、电子枪辐照、等离子体处理等使模拟月尘带电。而等效模拟则是通过静电或其他方式使模拟月尘带电。考虑到进行载人试验/训练时，真空度很难保持高真空度(不低于10-6Pa)，且一般不能在辐射环境中进行。为了在低真空环境模拟月尘带电，同时考虑不能采用辐射方式以免对人体造成影响，因此，提出用静电电晕技术给月尘加载电荷的方法。
技术实现思路
本专利技术提出一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，所述加载电荷设备包括支撑板、法兰盘、真空罐、绝缘支架、金属基板、针式阵列电极、真空装置、电控箱、静电电位动态测量仪和静电发生器；所述支撑板与所述法兰盘下端固定连接，所述法兰盘上端安装有所述真空罐；所述法兰盘上端，所述真空罐内侧固定安装有绝缘支架，所述绝缘支架上由下至上固定安装有所述金属基板和所述针式阵列电极，所述金属基板和所述针式阵列电极平行相对；所述金属基板包括金属板、绝缘板、接地板和保护螺母；所述金属板位于金属基板最上方，所述绝缘板处于中间，所述接地板位于最下端；所述保护螺母用于固定所述金属板、绝缘板和接地板；所述金属板上放置有模拟月尘；所述针式阵列电极上侧为金属片，金属片下方焊接金属针阵列；所述支撑板与所述法兰盘配合设置有气孔，所述真空装置能够从所述气孔吸气，将真空罐置于真空状态；所述静电发生器输出端与所述针式阵列电极电路连接；所述静电电位动态测量仪输入端与所述金属板电路连接；所述接地板接地；所述静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；所述电控箱用于控制所述加载电荷的设备电路通断。进一步地，所述真空装置包括机械泵、电磁挡板阀、抽气波纹管和手动挡板阀；所述机械泵吸气端与所述电磁挡板阀第一端固定连接，所述电磁挡板阀第二端与所述抽气波纹管第一端固定连接，所述抽气波纹管第二端与所述手动挡板阀第一端固定连接，所述手动挡板阀第二端与所述气孔连接。进一步地，所述真空装置还包括油雾过滤器，所述油雾过滤器设置在机械泵泵吸气端与电磁挡板阀之间，所述油雾过滤器用于吸除所述真空罐中的粉尘物质。进一步地，所述模拟月尘包括：橄榄石、长石、斜长石、普通辉石、单斜辉石和磁铁矿；所述模拟月尘中值径为26.27μm。进一步地，所述绝缘支架通过绝缘螺母与所述法兰盘固定连接。进一步地，所述绝缘支架、绝缘板和绝缘螺母材材质为聚四氟材质。进一步地，所述法兰盘还设置有四氟穿舱，所述支撑板对应设置有压板，所述四氟穿舱与压板之间设置有四氟压块；线缆能够穿过所述压板、四氟压块和四氟穿舱进入所述真空罐内，气体不能从所述压板、四氟压块和四氟穿舱流进流出。进一步地，所述针式阵列电极上侧金属片为铜片，下方金属针为不锈钢针。进一步地，所述铜片为正方形；所述针阵列10*10均布，所述不锈钢针远离铜片一端设有锥形针尖。进一步地，所述气孔还设置有电阻规，所述电阻规用于测量真空罐内真空度。本专利技术采用静电电晕给模拟月尘加载电荷，模拟费用低，易维护，解决了模拟月尘在低真空和常压环境中加载电荷的问题，满足以千伏级的静电电压给模拟月尘加载电荷的要求。附图说明图1示出了本专利技术实施例的一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备示意图；图2示出了本专利技术实施例的金属基板示意图；图3示出了本专利技术实施例的针式阵列电极底部示意图；图4示出了本专利技术实施例的针式阵列电极侧示图；图5示出了本专利技术实施例的电晕起电电压与气压的关系图。图中：1、支撑板；2、法兰盘；3、真空罐；4、绝缘支架；5、金属基板；51、金属板；52、绝缘板；53、接地板；54、保护螺母；6、针式阵列电极；71、四氟穿舱；72、四氟压块；73、压板；81、机械泵；82、电磁挡板阀；83、抽气波纹管；84、手动挡板阀；85、气孔；9、电控箱。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提供了一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，如图1所示，包括：支撑板1、法兰盘2、真空罐3、绝缘支架4、金属基板5、针式阵列电极6、真空装置、电控箱9、静电电位动态测量仪和静电发生器。本专利技术所设计的加载电荷的设备，设备运行时需要将真空罐3内抽成真空状态，因此，需要把真空罐3固定在特定的平台上。图1中使用是机柜，下方设置有柜轮，可以任意滚动，真空罐3放置在机柜上方。真空罐3还可以固定的平台上，如实验台等。真空罐3通过对应的法兰盘2固定在支撑板1，法兰盘2同时也具有密封真空罐3的功能。所述支撑板1与所述法兰盘2下端固定连接，所述法兰盘2上端安装有所述真空罐3。所述法兰盘2与所述真空罐3包围的内侧固定安装有绝缘支架4，绝缘支架4通过绝缘螺母与所述法兰盘2固定连接。所述绝缘支架4上由下至上固定安装有所述金属基板5和所述针式阵列电极6，所述金属基板5和所述针式阵列电极6保持一定距离，平行相对。优选的，所述金属基板5和所述针式阵列电极6通过固定螺栓由下至上固定安装在绝缘支架4上，两者间距可以调整。所述金属基板5和所述针式阵列电极6的距离越近，所需要的电压要求越小，优选的，两者间距为10cm。如图2所示，所述金属基板5包括金属板51、绝缘板52、接地板53和保护螺母54；所述金属板51位于金属基板5最上方，所述接地板53位于最下端，所述绝缘板52处于中间，使得金属板51与接地板53绝缘，保证了模拟月尘的电荷不因传导至地面而衰减。所述保护螺母54用于固定所述金属板51、绝缘板52和接地板53，使三者能够紧密接触；优选的，保护螺母54为绝缘螺母。所述绝缘支架4、绝缘板52和绝缘螺母材材质为聚四氟材质。优选的，为聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene，简写为PTFE)，俗称“塑料王”，是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，其特征在于，所述加载电荷的设备包括支撑板(1)、法兰盘(2)、真空罐(3)、绝缘支架(4)、金属基板(5)、针式阵列电极(6)、真空装置、电控箱(9)、静电电位动态测量仪和静电发生器；/n所述支撑板(1)与所述法兰盘(2)下端固定连接，所述法兰盘(2)上端安装有所述真空罐(3)；/n所述法兰盘(2)上端，所述真空罐(3)内侧固定安装有绝缘支架(4)，所述绝缘支架(4)上由下至上固定安装有所述金属基板(5)和所述针式阵列电极(6)，所述金属基板(5)和所述针式阵列电极(6)平行相对；/n所述金属基板(5)包括金属板(51)、绝缘板(52)、接地板(53)和保护螺母(54)；所述金属板(51)位于金属基板(5)最上方，所述绝缘板(52)处于中间，所述接地板(53)位于最下端；所述保护螺母(54)用于固定所述金属板(51)、绝缘板(52)和接地板(53)；/n所述金属板(51)上放置有模拟月尘；/n所述针式阵列电极(6)上侧为金属片，金属片下方焊接金属针阵列；/n所述支撑板(1)与所述法兰盘(2)配合设置有气孔(85)，所述真空装置能够从所述气孔(85)吸气，将真空罐(3)置于真空状态；/n所述静电发生器输出端与所述针式阵列电极(6)电路连接；/n所述静电电位动态测量仪输入端与所述金属板(51)电路连接；/n所述接地板(53)接地；/n所述静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；/n所述电控箱(9)用于控制所述加载电荷的设备电路通断。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，其特征在于，所述加载电荷的设备包括支撑板(1)、法兰盘(2)、真空罐(3)、绝缘支架(4)、金属基板(5)、针式阵列电极(6)、真空装置、电控箱(9)、静电电位动态测量仪和静电发生器；
所述支撑板(1)与所述法兰盘(2)下端固定连接，所述法兰盘(2)上端安装有所述真空罐(3)；
所述法兰盘(2)上端，所述真空罐(3)内侧固定安装有绝缘支架(4)，所述绝缘支架(4)上由下至上固定安装有所述金属基板(5)和所述针式阵列电极(6)，所述金属基板(5)和所述针式阵列电极(6)平行相对；
所述金属基板(5)包括金属板(51)、绝缘板(52)、接地板(53)和保护螺母(54)；所述金属板(51)位于金属基板(5)最上方，所述绝缘板(52)处于中间，所述接地板(53)位于最下端；所述保护螺母(54)用于固定所述金属板(51)、绝缘板(52)和接地板(53)；
所述金属板(51)上放置有模拟月尘；
所述针式阵列电极(6)上侧为金属片，金属片下方焊接金属针阵列；
所述支撑板(1)与所述法兰盘(2)配合设置有气孔(85)，所述真空装置能够从所述气孔(85)吸气，将真空罐(3)置于真空状态；
所述静电发生器输出端与所述针式阵列电极(6)电路连接；
所述静电电位动态测量仪输入端与所述金属板(51)电路连接；
所述接地板(53)接地；
所述静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；
所述电控箱(9)用于控制所述加载电荷的设备电路通断。


2.根据权利要求1所述的加载电荷的设备，其特征在于，
所述真空装置包括机械泵(81)、电磁挡板阀(82)、抽气波纹管(83)和手动挡板阀(84)；
所述机械泵(81)吸气端与所述电磁挡板阀(82)第一端固定连接，所述电磁挡板阀(82)第二端与所述抽气波纹管(83)第一端固定连接，所述抽气波纹管(83)第二端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王刘杰，周双珍，赵维，逯忠国，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九一九部队，
类型：发明
国别省市：北京;11