本发明专利技术提出了一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，属于空间环境模拟技术领域。解决了现有月球表面充电环境模拟的问题。它包括电子枪、加速管、真空系统、磁铁系统、束测系统和控制系统，所述电子枪与加速管相连，所述电子枪与电子枪电源相连，所述电子枪包括阳极、阴极组件、聚焦电极、高压电晕环和灯丝电源连接器，所述聚焦电极一端设置有阴极组件，另一端与灯丝电源连接器相连，所述阳极设置在阴极组件的前端，所述高压电晕环设置在灯丝电源连接器的外侧，所述加速管包括陶瓷管、均压环和电极片，所述均压环设置在陶瓷管的外侧。它主要用于月球表面充电环境模拟。侧。它主要用于月球表面充电环境模拟。侧。它主要用于月球表面充电环境模拟。
【技术实现步骤摘要】
一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置
[0001]本专利技术属于空间环境模拟
，特别是涉及一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置。
技术介绍
[0002]月球是地球唯一的天然卫星，探月一直是中国航天的热门话题，然而月球表面的真空、高低温、带电尘埃等极端恶劣的环境对月基装备(包括着陆器、巡视器、机器人、探测器等)和与登月航天员都是一项重大考验,尤其是带电月尘,细小的月尘在月球的近似真空、巨大温差、太阳风、紫外辐照、电子辐射的作用下，很容易带上电荷.由于月球的高真空环境，月尘颗粒在这种环境下可以长的时间保持带电状态。带电月尘有很强的吸附力，在静电力作用下，粘着和堆积到各种能够接触到的装置上。月球表面静电以及带静电月尘对登月设备的影响十分严重，由于静电作用而漂浮的月尘能够阻挡探测视线、吸附覆盖探测装备表面甚至进入月球探测器所载仪器设备中。进入月球探测器的月尘作用于登月探测器的光学系统、电源系统、热控系统甚至航天员系统，造成视觉模糊、读数错误、密封失效、材料磨损、热控系统、电源系统效率减低、航天员吸入和过敏等问题。因此，模拟月球环境时模拟带电月尘有重要意义。
技术实现思路
[0003]本专利技术为了解决现有技术中的问题，提出一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，它包括电子枪、加速管、真空系统、磁铁系统、束测系统和控制系统，所述电子枪与加速管相连，所述电子枪与电子枪电源相连，所述电子枪包括阳极、阴极组件、聚焦电极、高压电晕环和灯丝电源连接器，所述聚焦电极一端设置有阴极组件，另一端与灯丝电源连接器相连，所述阳极设置在阴极组件的前端，所述高压电晕环设置在灯丝电源连接器的外侧，所述加速管包括陶瓷管、均压环和电极片，所述均压环设置在陶瓷管的外侧，所述电极片设置在陶瓷管的内侧，所述均压环与电极片相连，所述真空系统包括真空管道、真空阀和真空泵，真空管道包括三个六通接头、两个转接法兰、两段不锈钢真空室和一段陶瓷真空室，所述三个六通接头分别为第一六通接头、第二六通接头和第三六通接头，所述两个转接法兰分别为第一转接法兰和第二转接法兰，所述两段不锈钢真空室分别为第一不锈钢真空室和第二不锈钢真空室，所述第一六通接头一端与加速管对接，另一端通过第一转接法兰与第一不锈钢真空室一端相连，第一不锈钢真空室的另一端与第二六通接头一端相连，第二六通接头另一端与第二不锈钢真空室一端相连，第二不锈钢真空室的另一端与第三六通接头一端相连，第三六通接头的另一端通过第二转接法兰与陶瓷真空室相连，所述陶瓷真空室与真空阀相连，所述第一六通接头和第二六通接头的下端接口均与真空泵相连，所述三个六通接头的上端接口与束测系统相连，所述磁铁系统包括磁透镜、校正磁铁和
扫描磁铁，所述磁透镜与磁透镜电源相连，所述校正磁铁与校正磁铁电源相连，所述扫描磁铁与扫描磁铁电源相连，所述校正磁铁设置在第一不锈钢真空室上，所述扫描磁铁数量为两个，两个扫描磁铁均设置在陶瓷真空室上，所述控制系统分别与磁透镜电源、校正磁铁电源、扫描磁铁电源、电子枪电源、真空泵和束测系统控制相连。
[0005]更进一步的，所述束测系统包括荧光靶和法拉第筒。
[0006]更进一步的，所述电子枪为热阴极高压直流电子枪。
[0007]更进一步的，所述第一不锈钢真空室上设置有磁透镜。
[0008]更进一步的，所述电子枪通过不锈钢法兰与加速管相连。
[0009]更进一步的，所述均压环通过均压环支柱与电极片相连。
[0010]更进一步的，所述真空阀为气动闸板阀。
[0011]更进一步的，所述真空泵包括两台分子泵、干泵及其控制器。
[0012]更进一步的，所述真空系统内设置有真空测量部件。
[0013]更进一步的，所述真空测量部件包括一个冷规及其控制器。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了现有月球表面充电环境模拟的问题。是国内首个应用于月球真空高低温环境下的宽能谱、宽流强辐照的电子加速器，用于辐照粉尘，模拟带电月尘和月表充电极端环境。所产生电子束能量最大为200keV，并10～200keV可调；最大流强15mA，并1～15mA可调；在距离加速器出口处约3.5m的辐照平面实现束流1000mm
×
1000mm的扫描面积，扫描频率≥200Hz。
[0015]选用热发射直流电子枪作为电子源。灯丝加热使阴极内部电子的动能增加，以致有部分电子的动能大到足以克服固体阴极表面势垒而逸出体外，形成电子发射，在加速管的多个串联电极的作用下进行加速，真空系统工作，为电子提供真空环境实现从高压到低压的过渡，通过校正磁铁时，矫正由于安装误差和干扰磁场导致的束流位置偏差；到达束斑检测器，测量束斑形状和束流位置，到达法拉第桶流强检测器用于测量束流流强，实现实时监测以保证电子束到达真空阀时位于中心，且能量损耗低。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所述的一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置安装位置示意图；
[0017]图2为本专利技术所述的电子枪和加速管三维连接结构示意图；
[0018]图3为本专利技术所述的电子枪结构示意图；
[0019]图4为本专利技术所述的加速管结构示意图；
[0020]图5为本专利技术所述的真空系统结构示意图；
[0021]图6为本专利技术所述的一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置组成结构示意图；
[0022]图7为本专利技术所述的控制系统功能示意图；
[0023]图8为本专利技术所述的束测系统安装位置示意图。
[0024]1‑
电子枪，2
‑
加速管，3
‑
不锈钢法兰，4
‑
阳极，5
‑
阴极组件，6
‑
陶瓷管，7
‑
聚焦电极，8
‑
高压电晕环，9
‑
灯丝电源连接器，10
‑
均压环，11
‑
电极片，12
‑
均压环支柱，13
‑
陶瓷真空室，14
‑
不锈钢真空室，15
‑
真空泵，16
‑
转接法兰，17
‑
六通接头，18
‑
磁透镜，19
‑
校正磁铁，
20
‑
束测系统，21
‑
扫描磁铁，22
‑
真空阀。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。
[0026]参见图1说明本实施方式，一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，它包括电子枪1、加速管2、真空系统、磁铁系统、束测系统20和控制系统，所述电子枪1与加速管2相连，所述电子枪1与电子枪电源相连，所述电子枪1包本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于月球表面充电环境模拟的电子加速器装置，其特征在于：它包括电子枪(1)、加速管(2)、真空系统、磁铁系统、束测系统(20)和控制系统，所述电子枪(1)与加速管(2)相连，所述电子枪(1)与电子枪电源相连，所述电子枪(1)包括阳极(4)、阴极组件(5)、聚焦电极(7)、高压电晕环(8)和灯丝电源连接器(9)，所述聚焦电极(7)一端设置有阴极组件(5)，另一端与灯丝电源连接器(9)相连，所述阳极(4)设置在阴极组件(5)的前端，所述高压电晕环(8)设置在灯丝电源连接器(9)的外侧，所述加速管(2)包括陶瓷管(6)、均压环(10)和电极片(11)，所述均压环(10)设置在陶瓷管(6)的外侧，所述电极片(11)设置在陶瓷管(6)的内侧，所述均压环(10)与电极片(11)相连，所述真空系统包括真空管道、真空阀(22)和真空泵(15)，真空管道包括三个六通接头(17)、两个转接法兰(16)、两段不锈钢真空室(14)和一段陶瓷真空室(13)，所述三个六通接头(17)分别为第一六通接头、第二六通接头和第三六通接头，所述两个转接法兰(16)分别为第一转接法兰和第二转接法兰，所述两段不锈钢真空室(14)分别为第一不锈钢真空室和第二不锈钢真空室，所述第一六通接头一端与加速管(2)对接，另一端通过第一转接法兰与第一不锈钢真空室一端相连，第一不锈钢真空室的另一端与第二六通接头一端相连，第二六通接头另一端与第二不锈钢真空室一端相连，第二不锈钢真空室的另一端与第三六通接头一端相连，第三六通接头的另一端通过第二转接法兰与陶瓷真空室(13)相连，所述陶瓷真空室(13)与真空阀(22)相连，所述第一六通接头和第二六通接头的下端接口均与真空泵(15)相连，所述三个六通接头(17)的上端接口与束测系统(20)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李丽芳，杨永良，孙承月，闫继宏，胡松梅，魏翔，吴宜勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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