本发明专利技术公开了一种紫外增强污染材料测量装置，属于空间应用技术领域。所述装置包括：液氮瓶、液氮冷凝层、真空紫外灯、样品台、石英晶体微量天平、高真空插板阀、分子泵、机械泵和真空室。所述装置采用真空紫外与真空污染设备相结合，提供了结合空间紫外辐射效应的模拟材料污染效应的装置，能够很好地模拟空间环境效应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种紫外增强污染材料测量装置，属于空间应用
技术介绍
在航天器运行过程中，其上材料会分解出小分子形成污染云围绕在航天器周围，并可能会凝结于航天器的表面。部分敏感表面(比如光学镜头、热敏表面等等)会受到这种小分子污染的影响。为了避免这种污染对航天器的影响，研究人员使用地面试验对材料进行监测筛选。但是，空间中还存在有各种环境效应，比如紫外、原子氧等等，而现行的地面试验是仅仅将污染效应与温度这个单一效应联系，并没有结合多种空间效应。因此迫切需要开发稳定、可靠的适合于测试紫外增强污染的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种紫外增强污染材料测量装置，所述装置采用真空紫外与真空污染设备相结合，提供了结合空间紫外辐射效应的模拟材料污染效应的装置，能够很好地模拟空间环境效应。本专利技术的目的由以下技术方案实现一种紫外增强污染材料测量装置，所述装置包括液氮瓶、液氮冷凝层、真空紫外灯、样品台、石英晶体微量天平(QCM)、高真空插板阀、分子泵、机械泵和真空室；其中，液氮冷凝层包覆在真空室外，液氮瓶与液氮冷凝层相连，机械泵通过阀门与分子泵相连，分子泵与真空室相连，机械泵还通过阀门与真空室直接相连；石英晶体微量天平置于真空室内，真空紫外灯安装于真空室侧壁上，真空紫外灯与石英晶体微量天平处于同一水平高度，保证真空紫外灯能够直射石英晶体微量天平，石英晶体微量天平与真空紫外灯的距离为300mm ;样品台安装于真空室侧壁上，伸入真空室的一端开有通孔，且样品台含有加热装置；所述真空紫外灯为提供波长为10 200nm的紫外光源。一种采用所述紫外增强污染材料测量装置的测量方法，步骤如下(I)将样品放入样品台中，打开机械泵，打开高真空插板阀，对真空室抽真空；(2)待真空室真空度达到I X ICT1Pa后，打开分子泵，继续对真空室抽真空；(3)待真空室真空度达到3X10_3Pa后，打开样品台的加热装置，打开真空紫外灯；(4)待样品台的温度达到50°C 150°C后，使用液氮瓶对冷凝层通入液氮，对真空室进行冷凝；石英晶体微量天平开始工作，使石英晶体微量天平保持在25V，开始冷凝后6 48h之间读取石英晶体微量天平的示数，即所述天平晶体的频率差；(5)读数结束后，关闭样品台加热装置，关闭真空紫外灯；(6)关闭高真空插板阀，关闭分子泵，关闭机械泵；通过以上步骤即得到紫外辐照下材料出气污染实际增强的效应；所述样品为非金属材料；步骤(4)所述样品台的加热温度优选为125°C ;读数时间优选为开始冷凝24h后。原理如下材料样品在加热作用下逸出小分子，即为污染小分子，污染小分子通过样品台的通孔进入真空室后，在石英晶体微量天平上凝结，同时通过真空紫外灯对石英晶体微量天平进行辐照，即可得到紫外辐照下材料出气污染实际增强的效应。有益效果(I)本专利技术所述装置采用真空紫外与真空污染设备相结合，提供结合空间紫外辐射效应的模拟材料污染效应的装置。 (2)本专利技术所述装置中的真空紫外灯提供的光波段为10 200nm，并未包含产生热量的可见光以及红外波段，更好地模拟了空间环境下的实际光源。(3)本专利技术所述装置在凝结部分设计温控QCM，进一步控制了凝结温度，试验过程中将使QCM保持在25°C (航天器常见温度)，用于凝结污染分子，更好地模拟航天器表面凝结污染分子，解决了紫外辐照后因为温度问题而无法获得可凝挥发物的问题。(4)本专利技术所述装置中的液氮冷凝层可以将多余污染分子粘附，避免了部分多余小分子污染物遭到真空室内壁的反射后造成的误差。附图说明图I本专利技术所述装置的结构示意图；其中，I一液氮瓶、2—液氮冷凝层、3—真空紫外灯、4一样品台、5—石英晶体微量天平、6—高真空插板阀、7—分子泵、8—机械泵、9 一真空室。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例来详述本专利技术，但不限于此。实施例I如图I所示，一种紫外增强污染材料测量装置，所述装置包括液氮瓶I、液氮冷凝层2、真空紫外灯3、样品台4、石英晶体微量天平5 (QCM)、高真空插板阀6、分子泵7、机械泵8和真空室9 ；其中，液氮冷凝层2包覆在真空室9外，液氮瓶I与液氮冷凝层2相连，机械泵8通过阀门与分子泵7相连，分子泵7与真空室9相连，机械泵8还通过阀门与真空室9直接相连；石英晶体微量天平5置于真空室9内，真空紫外灯3安装于真空室9侧壁上，真空紫外灯3与石英晶体微量天平5处于同一水平高度，保证真空紫外灯3能够直射石英晶体微量天平5，石英晶体微量天平5与真空紫外灯3的距离为300mm ;样品台4安装于真空室9侧壁上，伸入真空室9的一端开有通孔，且样品台4含有加热装置；所述真空紫外灯3为提供波长为10 200nm的紫外光源。一种采用所述紫外增强污染材料测量装置的测量方法，步骤如下(I)将样品放入样品台4中，打开机械泵8，打开高真空插板阀6，对真空室9抽真空;(2)待真空室9真空度达到I X ICT1Pa后，打开分子泵7，继续对真空室9抽真空；(3)待真空室9真空度达到3X10_3Pa后，打开样品台4的加热装置，打开真空紫外灯3 ；(4)待样品台4的温度达到125°C后，使用液氮瓶I对冷凝层通入液氮，对真空室9进行冷凝；石英晶体微量天平5开始工作，使石英晶体微量天平5保持在25°C，冷凝24h后读取石英晶体微量天平5的示数，即所述天平晶体的频率差；(5)读数结束后，关闭样品台4加热装置，关闭真空紫外灯3 ;(6)关闭高真空插板阀6，关闭分子泵7，关闭机械泵8 ；通过以上步骤即得到紫外辐照下材料出气污染实际增强的效应；所述样品为非金属材料；原理如下 材料样品在加热作用下逸出小分子，即为污染小分子，污染小分子通过样品台4的通孔进入真空室9后，在石英晶体微量天平5上凝结，同时通过真空紫外灯3对石英晶体微量天平5进行辐照，即可得到紫外辐照下材料出气污染实际增强的效应。本专利技术包括但不限于以上实施例，凡是在本专利技术精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种紫外增强污染材料测量装置，其特征在于所述装置包括液氮瓶(I)、液氮冷凝层(2)、真空紫外灯(3)、样品台(4)、石英晶体微量天平(5)、高真空插板阀(6)、分子泵(7)、机械泵(8)和真空室(9)； 其中，液氮冷凝层(2 )包覆在真空室(9 )外，液氮瓶(I)与液氮冷凝层(2 )相连，机械泵(8)通过阀门与分子泵(7)相连，分子泵(7)与真空室(9)相连，机械泵(8)还通过阀门与真空室(9)直接相连；石英晶体微量天平(5)置于真空室(9)内，真空紫外灯(3)安装于真空室(9)侧壁上，真空紫外灯(3)与石英晶体微量天平(5)处于同一水平高度，保证真空紫外灯(3)能够直射石英晶体微量天平(5)，石英晶体微量天平(5)与真空紫外灯(3)的距离为300mm ;样品台(4)安装于真空室(9)侧壁上，伸入真空室(9)的一端开有通孔，且样品台(4)含有加热装置。2.根据权利要求I所述的一种紫外增强污染材料测量装置，其特征在于所述真空紫外灯(3)为提供波长为10 200nm的紫外光源。3.一种采用权利要求I所述紫外增强污染材料测量装置的测量方法，其特征在于所述方法步骤如下 (1)将样品放入样品台(4)中，打开机械泵(8)，打开高真空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种紫外增强污染材料测量装置，其特征在于：所述装置包括：液氮瓶（1）、液氮冷凝层（2）、真空紫外灯（3）、样品台（4）、石英晶体微量天平（5）、高真空插板阀（6）、分子泵（7）、机械泵（8）和真空室（9）；?其中，液氮冷凝层（2）包覆在真空室（9）外，液氮瓶（1）与液氮冷凝层（2）相连，机械泵（8）通过阀门与分子泵（7）相连，分子泵（7）与真空室（9）相连，机械泵（8）还通过阀门与真空室（9）直接相连；石英晶体微量天平（5）置于真空室（9）内，真空紫外灯（3）安装于真空室（9）侧壁上，真空紫外灯（3）与石英晶体微量天平（5）处于同一水平高度，保证真空紫外灯（3）能够直射石英晶体微量天平（5），石英晶体微量天平（5）与真空紫外灯（3）的距离为300mm；样品台（4）安装于真空室（9）侧壁上，伸入真空室（9）的一端开有通孔，且样品台（4）含有加热装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，杨生胜，王鹢，薛玉雄，郭兴，庄建宏，田海，石红，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所，
类型：发明
国别省市：
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