光学在线监测装置及发射体寿命快速评估方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于航天等离子体推进领域，本发明专利技术公开了光学在线监测装置及发射体寿命快速评估方法。在空心阴极正常工作的状态下，对羽流出口区的主要侵蚀产物硼原子进行在线监测辨别，识别硼原子的发射谱线；采集阴极正常工作状态下工质气体氩的两条发射谱线；通过谱线比的方式确定等离子体中的电子温度T<subgt;e</subgt;；通过氩硼谱线比的方式确定硼原子的气相密度；联合空心阴极内部的气体流速v和计算出的侵蚀产物硼原子的气相密度，对发射体的侵蚀速率进行计算，进而对发射体寿命进行预估。本发明专利技术针对以往长时间高昂贵的寿命评估实验大量耗费人力物力的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航天等离子体推进，具体涉及一种航天推进器六硼化镧空心阴极侵蚀产物的光学在线监测装置及发射体寿命快速评估方法。

技术介绍

1、随着电推进装置在空间推进领域的快速发展，空心阴极已广泛应用于电推进系统。在离子推进器和霍尔推进器中，空心阴极主要作为电子源中和推力器的等离子体羽流，使其保持电中性，或提供原初电子帮助推力器成功启动，是电推进的单点失效串联组件，其寿命长短更是决定电推力器长寿命和高可靠性的主要因素。

2、用于空间推进的推进器需要长时间运行，通常超过10000小时，针对这些应用的需求，长寿命的空心阴极至关重要。而空心阴极的工作过程是一个包括电场、磁场、热场和流场耦合的多物理过程，内部的等离子体环境具有高低温交变、高电流密度和高密度等离子体轰击等特点。因此空心阴极的寿命主要受限于加热丝蒸发失效、钨顶孔扩孔侵蚀以及发射体溅射侵蚀失效等。

3、以往对空心阴极寿命的研究通常需要在高真空设备中进行长时间且非常昂贵的寿命评估试验，依靠测量壁面轮廓侵蚀来确定阴极关键部件的侵蚀速率，进而对空心阴极的寿命进行预示和评估，通常这种寿命试验本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种航天推进器六硼化镧空心阴极侵蚀产物的光学在线监测装置，其特征在于，所述光学在线监测装置包括密封箱（1）、空心阴极（15）、空心阴极钨顶孔（2）、加热丝（3）、支架（4）、氩气（5）、发射体（6）、钨顶（7）、光学探头Ⅰ（8）、光学探头Ⅱ（9）、光学探头Ⅲ（10）、滤波片Ⅰ（11）、滤波片Ⅱ（12）、滤波片Ⅲ（13）和触持极（14）；

2.根据权利要求1所述的光学在线监测装置，其特征在于，所述滤波片Ⅰ（11）为近紫外窄带滤光片，所述滤波片Ⅱ（12）和滤波片Ⅲ（13）为近红外窄带滤光片。

3.根据权利要求1所述的光学在线监测装置，其特征在于，所述光学探头Ⅰ（8...

【技术特征摘要】

1.一种航天推进器六硼化镧空心阴极侵蚀产物的光学在线监测装置，其特征在于，所述光学在线监测装置包括密封箱（1）、空心阴极（15）、空心阴极钨顶孔（2）、加热丝（3）、支架（4）、氩气（5）、发射体（6）、钨顶（7）、光学探头ⅰ（8）、光学探头ⅱ（9）、光学探头ⅲ（10）、滤波片ⅰ（11）、滤波片ⅱ（12）、滤波片ⅲ（13）和触持极（14）；

2.根据权利要求1所述的光学在线监测装置，其特征在于，所述滤波片ⅰ（11）为近紫外窄带滤光片，所述滤波片ⅱ（12）和滤波片ⅲ（13）为近红外窄带滤光片。

3.根据权利要求1所述的光学在线监测装置，其特征在于，所述光学探头ⅰ（8）、光学探头ⅱ（9）和光学探头ⅲ（10）分别连接一个光谱仪，所述光谱仪与上位机相连接。

4.一种航天推进器六硼化镧空心阴极侵蚀产物的光学在线监测装置的发射体寿命快速评估方法，其特征在于，所述评估方法利用如权利要求1所述的光学在线监测装置，所述评估方法具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述光学在线监测装置的发射体寿命快速评估方法，其特征在于，所述步骤一的光学探头ⅰ（8）为配有近紫外窄带滤光片的光学探头，安置在空心阴极钨顶孔（2）出口方向的轴线上，所述步骤二的光学探头ⅱ（9）和光学探头ⅲ（10）为配有近红外窄带滤光片的光学探头，安置在垂直于空心阴极钨顶口出口方向的轴线上，实现对特定波长谱线的采集。

6.根据权利要求4所述光学在线监测装置的发射体寿命...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱悉铭，郑博文，康永琦，贾军伟，常猛，董学江，李耀，于达仁，赵东兴，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：