模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，属于空间环境模拟技术领域。解决了为实现月表低电位的正电环境模拟，用来为月尘样品或试验样品充正电，研究微米/亚微米级粉尘在紫外辐照条件下的充放电机理及带电粉尘环境效应，开展月表尘埃充电理论研究的问题。该辐照装置包括紫外大法兰、若干紫外辐照源、若干位姿态保持工装和若干法兰接口，两个紫外大法兰位于月尘舱直筒段上部，接口轴线与月尘舱主筒体轴线的夹角以45

【技术实现步骤摘要】
模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置


[0001]本专利技术属于空间环境模拟
，特别是涉及一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置。

技术介绍

[0002]月表在太阳光、太阳风等离子体以及空间高能粒子流的作用下，月表及尘埃颗粒会充以一定极性和强度的电位。带电后的月表尘埃颗粒在静电力的作用下会悬浮至一定的高度，形成可达近公里高度的包裹性全球性立体分布。静电悬浮尘埃在月表电场作用下发生迁移运动，在晨昏面处尤为严重，可形成月尘喷泉现象。
[0003]为了模拟月尘喷泉现象，月尘舱建立了月尘充电系统。月尘充电系统包括紫外辐照源、X射线源、电子加速器，其中紫外辐照源给月尘充上低电位的正电，X射线源给月尘充上高电位的正电，电子加速器给月尘充上负电。通过建立模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，来实现月尘舱使月尘充电的功能，从而完成模拟月尘充电、月尘喷泉等一系列实验。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了实现月表低电位的正电环境模拟，用来为月尘样品或试验样品充正电，研究微米/亚微米级粉尘在紫外辐照条件下的充放电机理及带电粉尘环境效应，开展月表尘埃充电理论研究，提出了一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，属于月尘舱的月尘充电系统的一部分。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，包括紫外大法兰、若干紫外辐照源、若干位姿态保持工装和若干法兰接口，两个紫外大法兰位于月尘舱直筒段上部，接口轴线与月尘舱筒体轴线的夹角以45
°
汇聚于聚焦平面中心，每个紫外大法兰上设置有若干法兰接口，每个紫外辐照源通过位姿态保持工装固定在法兰接口上。
[0006]更进一步的，所述紫外辐照源为氘灯。
[0007]更进一步的，37只氘灯按六边形放射状排布。
[0008]更进一步的，每个紫外大法兰上开有37个法兰接口。
[0009]更进一步的，每个紫外大法兰上分别布置37只氘灯，在月尘舱聚焦平面上形成直径为Φ1000mm的辐照面，聚焦平面内Φ1000mm的辐照面与月尘舱容器基准地面的距离为2400mm。
[0010]更进一步的，聚焦平面上最高紫外辐照强度≥3.5个真空紫外常数，当同时开启74只氘灯时，能月尘舱聚焦平面内直径1000mm的辐照面内，达到4.15个真空紫外常数。
[0011]更进一步的，所述氘灯的窗口采用MgF2材料。
[0012]更进一步的，所述氘灯的功率达150W，顶部发光。
[0013]更进一步的，所述氘灯的后端安装冷却风机，所述冷却风机为氘灯2提供风冷冷
却，确保常温常压工作状态下氘灯2处于可靠的工作温度。
[0014]更进一步的，所述氘灯的工作温度为10～40℃。
[0015]更进一步的，所述氘灯的紫外辐照的光谱为连续辐射，光谱波长范围为100
‑
200nm。
[0016]与现有技术相比，本专利技术所述的一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置的有益效果是：
[0017]1.本专利技术是目前世界上辐照面积最大的紫外辐照装置，用于真空环境，所能提供的真空紫外辐照环境是目前能提供紫外辐照环境的次大装置的2.5倍。其原理为当一组光子的能量大于尘埃颗粒的光电功函数时，光子入射到尘埃表面，尘埃颗粒会放出光电子而带正电。紫外辐照通过这种方式使月尘颗粒带上电荷，同时由于带电量随时间累积，可以通过长时间的照射使得月尘颗粒的带电量达到实验要求，达到预计的实验效果。
[0018]2.本专利技术用于月球表面向阳面充电环境模拟，可使月尘带上几十伏的低压正电位。
[0019]3.本专利技术在与月尘舱直接相连的紫外大法兰中，利用在紫外大法兰上开法兰接口的方式，实现了法兰接口之间的不干涉，达到了氘灯密集排布的效果。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0021]图1为本专利技术所述的月尘舱的结构框架示意图；
[0022]图2为本专利技术所述的一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置在月尘舱上的分布示意图；
[0023]图3为本专利技术所述的紫外辐照源结构框架示意图；
[0024]图4为本专利技术所述的氘灯组成原理图；
[0025]图5为本专利技术所述的紫外大法兰的主视图；
[0026]图6为本专利技术所述的紫外大法兰的侧视图；
[0027]图7为本专利技术所述的紫外大法兰的轴测图；
[0028]图8为本专利技术所述的单个氘灯的侧视图；
[0029]图9为本专利技术所述的单个氘灯的结构示意图；
[0030]图中：1
‑
位姿态保持工装，2
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氘灯，3
‑
法兰接口，4
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紫外大法兰。
具体实施方式
[0031]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。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]一、具体实施方式一，参见图1
‑
9说明本实施方式，一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，包括紫外大法兰4、若干紫外辐照源、若干位姿态保持工装1和若干法兰接口3，两个紫外大法兰4位于月尘舱直筒段上部，接口轴线与月尘舱筒体轴线的夹角以45
°
汇聚于聚焦平面中心，每个紫外大法兰4上设置有若干法兰接口3，每个紫外
辐照源通过位姿态保持工装1固定在法兰接口3上。
[0033]所述紫外辐照源为氘灯2。每个紫外大法兰4上开有37个法兰接口3。37只氘灯2按六边形放射状排布。
[0034]位姿态保持工装1由一块薄圆板和四个竖直的双头螺柱构成，双头螺柱上端连接薄圆板，下端连接法兰接口3。位姿态保持工装1从氘灯2的后部安装至法兰接口3，通过一块薄圆板和与法兰接口3配合的螺栓孔扣住氘灯2，使得氘灯2和法兰接口3保持固定的相对位置。
[0035]采用氘灯2照射的工作原理为：当氘灯2工作时，即灯丝通电加热后发射出自由电子阳极加上电压，这时自由电子在电场的加速下向阳极运动。在这过程中自由电子与氘分子发生非弹性碰撞使氘分子处于激发态当其返回原来的状态或较低的能态时就以辐射的形式放出能量而发光。氘灯2能产生波长100nm
‑
200nm内的连续辐射，其下限由拉曼分子的线辐射决定上限由巴尔麦线谱限制。
[0036]每个紫外大法兰4上分别布置37只氘灯2，在月尘舱聚焦平面上形成直径为Φ1000mm的辐照面，聚焦平面内Φ1000mm的辐照面与月尘舱容器基准地面的距离为2400mm。
[0037]其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，其特征在于：包括紫外大法兰(4)、若干紫外辐照源、若干位姿态保持工装(1)和若干法兰接口(3)，两个紫外大法兰(4)位于月尘舱直筒段上部，接口轴线与月尘舱筒体轴线的夹角以45
°
汇聚于聚焦平面中心，每个紫外大法兰(4)上设置有若干法兰接口(3)，每个紫外辐照源通过位姿态保持工装(1)固定在法兰接口(3)上，所述紫外辐照源为氘灯(2)。2.根据权利要求1所述的模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，其特征在于：每个紫外大法兰(4)上开有37个法兰接口(3)。3.根据权利要求1所述的模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，其特征在于：每个紫外大法兰(4)上分别布置37只氘灯(2)，在月尘舱聚焦平面上形成直径为Φ1000mm的辐照面，聚焦平面内Φ1000mm的辐照面与月尘舱容器基准地面的距离为2400mm。4.根据权利要求3所述的模拟月球向阳面正电环境的大面积高辐照度紫外辐照装置，其特征在于：聚焦平面上最高紫外辐照强度≥3.5个真空紫外常数，当同时开启74只氘灯时，能月尘舱聚焦平面内直径1000...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽芳，张鹏嵩，魏翔，琚丹丹，闫继宏，吴宜勇，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：