一种基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置及方法，包括真空舱、控制系统、高速相机、滤光片转轮、光纤法兰、多条光纤传像束、多个舱内固定架和多个光纤探头；通过多个视角观测等离子体羽流，通过光纤传像束将不同视角的图像传输至舱外；采用高速相机同时拍摄多个视角的羽流发光体图像；基于实际的物像关系，并利用层析重建算法处理图像，获得羽流发光体的瞬态三维结构以及结构的演化过程。针对MPD及其他电推力器，目前并无成熟的技术和设备，本发明专利技术创造性地解决了MPD羽流状态难以检测的问题，能为推力器研制和地面性能分析提供关键数据。关键数据。关键数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置及方法


[0001]本专利技术属于光学测量
，特别涉及一种基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置及方法。

技术介绍

[0002]磁等离子体动力推力器(MPD)作为电推进系统的一种，采用了与化学火箭截然不同的设计思路，其推力来源主要依靠电磁力和气动力共同加速等离子体产生。相较于其他电推进技术，磁等离子体推力器具有高推力密度和比冲的优势，在星际任务中有着极大的应用前景。在现有的推力器研究手段中，依靠电探针等测试技术难以有效获得推力器工作状态，特别是其放电腔室的空间分布特征，需要更为直观、无干扰的测试技术。
[0003]推力器的羽流光谱能够反映推力器的工作过程，例如推力器的放电效率和均匀性，对研究离子源寿命和放电电极腐蚀等问题有着重要意义。通常推力器的羽流光谱随着羽流位置和工作状态的变化而变化。MPD推力器的内通道、推力器出口和羽流区分别为Ar的二价离子、一价离子和原子的辐射谱，这些辐射谱的强度分布能够用于判断等离子体温度和羽流发散角等关键参数，对于优化推力器设计至关重要。<br/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置，其特征在于，包括真空舱、控制系统、高速相机、滤光片转轮、光纤法兰、多条光纤传像束、多个舱内固定架和多个光纤探头；所述控制系统包括工控机、数据采集卡和数据处理器，工控机通过网线与高速相机相连，采集高速相机拍摄到的图片并发送至数据处理器；所述数据采集卡用于输出控制信号驱动滤光片转轮的转动；所述数据处理器利用预先标定的物象关系，经由层析重建方法获得不同光谱区间下羽流的三维强度分布；所述高速相机镜头前端安装滤光片转轮，后端通过网线连接工控机，以将数据传到工控机中；所述滤光片转轮为滤光片的固定架，用于接收数据采集卡的控制信号，带动其上滤光片转动使目标滤光片旋转至高速相机镜头前；所述光纤法兰是光纤传像束的穿舱机构，安装在真空舱壳体结构上，使光纤传像束穿过真空舱的同时保证真空舱的真空度；所述多条光纤传像束均由有序排列的光纤组成，在光纤探头端为有序排列的光纤端面矩形阵列，各光纤传像束在末端汇聚组成阵列，用于图像的传输并将各个视角的图像耦合至高速相机；所述多个舱内固定架用于固定光纤传像束的端部，从而实现光纤探头与发动机羽流的相对位置不变，通过一次成像标定即可得到物像关系；所述多个光纤探头为安装于光纤传像束端部的成像镜头组，用于将各个视角的羽流发光体成像到光纤传像束的端面。2.根据权利要求1所述的基于多角度成像的MPD羽流结构测试装置，其特征在于，所述滤光片为窄带滤光片，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周成，严浩，姚兆普，李飞，王戈，蔡坤，魏延明，韩道满，赵博强，王宝军，丛云天，吴延龙，孙鲲，应磊，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：