针-板电极放电实验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种针

【技术实现步骤摘要】
针
‑
板电极放电实验系统


[0001]本技术涉及电磁场辐照诱发电极结构静电放电装置
，尤其涉及一种针
‑
板电极放电实验系统。

技术介绍

[0002]当前，随着在轨卫星数量及种类的增加，强电磁场诱发航天器表面结构放电现象愈加明显，静电放电、强电磁场诱发已经成为致使在轨卫星发生故障的重要原因之一。在轨卫星由于所处的环境时刻面临多方向、不同大小的空间辐射，最重要的影响为静电放电、核电磁脉冲、高功率微波及其它环境诱发放电的复杂强电磁场组成，使处于正常工作期间的航天器遭受到由静电放电和二次电子剧增所导致的静电放电影响，强电磁场诱发电极结构静电放电，其产生的瞬间电流会导致航天器表面材料氧化或直接将材料表面击穿，对航天器的通讯、导航等系统造成重大损伤甚至致使航天器遭受到永久性的毁坏。
[0003]复杂电磁环境对航天器的影响逐渐引起了人们的高度重视，尤其是高功率微波对航天器的干扰效应。在轨卫星所处空间环境复杂，低轨卫星工作区影响因素有：地球引力、高层中性大气、电离层等离子体、沉降粒子、地磁场、高能粒子、微流星、空间碎片、太阳电磁辐射等，强电磁场主要是受到强耀斑、磁暴、高能电子暴以及太阳质子事件等恶劣空间环境影响，诱发的静电放电可能对航天器中的电子设备、火工品、计算机控制系统、电源系统及航天器的结构/材料造成影响。会直接在轨卫星正常运行以及航天器各系统的工作紊乱。
[0004]静电放电是指航天器在轨运行期间，受到空间环境内的等离子体、高能电子以及太阳辐射等影响造成的航天器表面或内部静电荷聚集，当积累的电荷达到一定电位时会造成航天器表面或内部击穿等静电放电，从而对航天器表面及内部器件造成损坏，轻则影响航天器的正常运行，重则对航天器内部仪器、太阳能电池阵、通讯系统等造成工作异常、故障、失灵，甚至导致整个航天器的报废。
[0005]为能有效开展强电磁场诱发静电放电防护、掌握静电放电规律，需对强电磁场辐照环境下诱发静电放电进行模拟实验。当前，国内对强电磁场与空间环境相互作用的实验条件缺乏，放电诱发机构及静电放电实验装置数量及种类较少，无法满足实际实验需求，更无法对在轨卫星工作环境及放电现象进行全真模拟，进而导致空间辐射环境下强电磁场诱发静电放电防护方法及放电规律研究受到限制，因此，急需这样一种放电试验系统，去能够实现强电磁场辐射环境和空间辐射环境同时作用下诱发电极机构静电放电研究，试验系统的功能也必须强大，不仅能够开展静电放电、高功率微波、核电磁脉冲、超宽带等电磁脉冲及连续波等强电磁场辐射实验研究，还需满足全方位电磁脉冲辐照、放电样品制作以及放电参数和效应的实时监测等问题。

技术实现思路

[0006]本技术所要解决的技术问题是如何提供一种能够实现多种诱发辐照环境下的电磁场诱发放电，功能多样，使用便捷的静电电磁脉冲诱发针
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板电极放电实验系统。
[0007]为解决上述技术问题，本技术所采取的技术方案是：一种针
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板电极放电实验系统，其特征在于：包括静电电磁脉冲发射系统、超宽带微波源、吉赫兹横电磁波系统、高功率微波辐射系统、针
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板电极放电模拟装置以及检测单元，所述静电电磁脉冲发射系统或超宽带微波源与所述针
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板电极放电模拟装置对立侧，所述静电电磁脉冲发射系统、超宽带微波源以及所述针
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板电极放电模拟装置放置与所述吉赫兹横电磁波系统或高功率微波辐射系统内，所述吉赫兹横电磁波系统或高功率微波辐射系统用于对所述针
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板电极放电模拟装置进行辐照实验，所述检测单元用于对所述针
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板电极放电模拟装置进行检测；
[0008]所述针
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板电极放电模拟装置包括底座，伸缩杆的一端与底座固定连接，伸缩杆的另一端与旋转轴承的内圈固定连接，所述旋转轴承的外周固定连接有水平板，所述旋转轴承的外圈的上端面上固定有U型支架，所述水平板以及U型支架能够围绕所述旋转轴承的轴心转动，绝缘框的下端与所述U型支架可转动的连接到一起，放电针可左右滑动的设置到所述绝缘框的镂空式移动滑轨上，且所述镂空式移动滑轨水平设置，所述放电针下侧的绝缘框上固定有金属板，且所述金属板与所述放电针之间保持有一定距离，且该距离可通过调整所述金属板的位置或调整放电针的位置进行调整，滑动导轨的一端与所述底座固定连接，支撑杆的下端与所述滑动导轨滑动连接，所述支撑杆的上端与金属耦合板固定连接，所述金属耦合板与所述U型支架相对设置，放电枪通过所述金属耦合板产生静电电磁脉冲，通过所述金属耦合板辐照静电电磁脉冲模拟空间电磁场；所述放电枪与所述针
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板电极放电模拟装置的垂直金属耦合板共同配合产生静电电磁场辐照环境，工作时将所述放电枪垂直指向于所述垂直金属耦合板，所述放电枪与所述静电放电模拟器的输出端相连接，所述垂直金属耦合板接地，所述静电放电模拟器可输出正、负极性电压0.2kV
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30kV。
[0009]进一步的技术方案在于：所述底座的上端面固定有插环卡扣，所述伸缩杆的下端固定到所述插环卡扣的内圈，通过所述插环卡扣固定到所述底座上；所述伸缩杆包括气动伸缩器，所述伸缩杆上设有长度标记，可通过所述气动伸缩器实现旋转轴承在垂直方向上的高度调整。
[0010]进一步的技术方案在于：所述水平板的上表面上设有角度刻度标记，所述旋转轴承的外圈上固定有第一指针，且所述第一指针位于所述角度刻度标记的上侧，旋转所述U型支架即可转动所述旋转轴承，所述第一指针与所述U型支架同步转动，根据所述角度刻度标记可改变指定水平旋转角度，水平角度调节范围为0
°‑
360
°
；所述放电针通过旋紧螺母卡扣可调节的设置到所述镂空式移动滑轨上，通过调节所述旋紧螺母卡扣可调节所述放电针的高低，从而改变所述放电针与所述金属板的距离，放电针与金属板之间的放电间距范围为0cm
‑
2cm。
[0011]进一步的技术方案在于：所述绝缘框的底部设有第二指针，所述U型支架设有角度刻度标记，所述绝缘框的下端与所述U型支架的外侧之间通过转轴连接，且所述转轴外周的U型支架上形成有角度标记，旋转所述绝缘框即可改变放电针与金属板构成的放电机构的竖直角度，可根据所述U型支架上的角刻度标记实现竖直角度0
°‑
180
°
内任意角度调节。
[0012]进一步的技术方案在于：所述镂空式移动滑轨的内槽上设有刻度标记，所述旋紧螺母卡扣能够在所述镂空式移动滑轨上滑动，进而改变所述放电针与所述金属板放电的中心点位置；所述滑动导轨上设有刻度标记，所述移动滑索可沿所述滑动导轨滑动，进而调节所述金属耦合板与针
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板电极结构的诱发放电距离，可调节长度为0
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1m；所述滑动导轨的末
端设有防脱节，用于防止所述移动滑索滑出所述滑动导轨；所述支撑杆、水平板、U形支架、滑动导轨、镂空式移动滑轨、旋紧螺母卡扣本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针
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板电极放电实验系统，其特征在于：包括静电电磁脉冲发射系统、超宽带微波源、吉赫兹横电磁波系统、高功率微波辐射系统、针
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板电极放电模拟装置以及检测单元，所述静电电磁脉冲发射系统或超宽带微波源与所述针
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板电极放电模拟装置对立侧，所述静电电磁脉冲发射系统、超宽带微波源以及所述针
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板电极放电模拟装置放置与所述吉赫兹横电磁波系统或高功率微波辐射系统内，所述吉赫兹横电磁波系统或高功率微波辐射系统用于对所述针
‑
板电极放电模拟装置进行辐照实验，所述检测单元用于对所述针
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板电极放电模拟装置进行检测；所述针
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板电极放电模拟装置包括底座（414），伸缩杆（412）的一端与底座（414）固定连接，伸缩杆（412）的另一端与旋转轴承（409）的内圈固定连接，所述旋转轴承（409）的外周固定连接有水平板（408），所述旋转轴承（409）的外圈的上端面上固定有U型支架（406），所述水平板（408）以及U型支架（406）能够围绕所述旋转轴承（409）的轴心转动，绝缘框（403）的下端与所述U型支架（406）可转动的连接到一起，放电针（404）可左右滑动的设置到所述绝缘框（403）的镂空式移动滑轨（402）上，且所述镂空式移动滑轨（402）水平设置，所述放电针（404）下侧的绝缘框（403）上固定有金属板（405），且所述金属板（405）与所述放电针（404）之间保持有一定距离，且该距离可通过调整所述金属板（405）的位置或调整放电针（404）的位置进行调整，滑动导轨（417）的一端与所述底座（414）固定连接，支撑杆（415）的下端与所述滑动导轨（417）滑动连接，所述支撑杆（415）的上端与金属耦合板（3）固定连接，所述金属耦合板（3）与所述U型支架（406）相对设置，放电枪（2）通过所述金属耦合板（3）产生静电电磁脉冲，通过所述金属耦合板（3）辐照静电电磁脉冲模拟空间电磁场；所述放电枪（2）与所述针
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板电极放电模拟装置的垂直金属耦合板（3）共同配合产生静电电磁场辐照环境，工作时将所述放电枪（2）垂直指向于所述垂直金属耦合板（3），所述放电枪（2）与静电放电模拟器（1）的输出端相连接，所述垂直金属耦合板（3）接地，所述静电放电模拟器（1）可输出正、负极性电压0.2kV
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30kV。2.如权利要求1所述的针
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板电极放电实验系统，其特征在于：所述底座（414）的上端面固定有插环卡扣（413），所述伸缩杆（412）的下端固定到所述插环卡扣（413）的内圈，通过所述插环卡扣（413）固定到所述底座（414）上；所述伸缩杆（412）包括气动伸缩器（411），所述伸缩杆（412）上设有长度标记，可通过所述气动伸缩器（411）实现旋转轴承（409）在垂直方向上的高度调整。3.如权利要求1所述的针
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板电极放电实验系统，其特征在于：所述水平板（408）的上表面上设有角度刻度标记，所述旋转轴承（409）的外圈上固定有第一指针（410），且所述第一指针（410）位于所述角度刻度标记的上侧，旋转所述U型支架（406）即可转动所述旋转轴承（409），所述第一指针（410）与所述U型支架（406）同步转动，根据所述角度刻度标记可改变指定水平旋转角度，水平角度调节范围为0
°‑
360
°
；所述放电针（404）通过旋紧螺母卡扣（401）可调节的设置到所述镂空式移动滑轨（402）上，通过调节所述旋紧螺母卡扣（401）可调节所述放电针（404）的高低，从而改变所述放电针（404）与所述金属板（405）的距离，放电针（404）与金属板（405）之间的放电间距范围为0cm
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2cm。4.如权利要求1所述的针
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板电极放电实验系统，其特征在于：所述绝缘框（403）的底部设有第二指针（407），所述U型支架（406）设有角度刻度标记，所述绝缘框（403）的下端与所述U型支架（406）的外侧之间通过转轴连接，且所述转轴外周的U型支架（406）上形成有角度
标记，旋转所述绝缘框（403）即可改变放电针（404）与金属板（405）构成的放电机构的竖直角度，可根据所述U型支架（406）上的角刻度标记实现竖直角度0
°‑
180
°
内任意角度调节。5.如权利要求1所述的针
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板电极放电实验系统，其特征在于：所述镂空式移动滑轨（402）的内槽上设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张岩，盖祥虎，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：新型
国别省市：