【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航天电推进器，特别是涉及一种电推进定向离子束流密度的微型测量探针装置。
技术介绍
1、空间电推进器采用气体电离与离子静电加速的推进方式，相较于传统的化学推进有着喷气速度大、高比冲的优势，能大幅节约推进器燃料。电推进器的应用可以减轻航天器的质量，增加航天器的有效载荷，在深空探测和商业卫星的姿态控制、轨道修正、轨道保持与动力补偿等方面极具优势。
2、目前应用最广泛的电推进器是霍尔推力器，霍尔推力器在轨运行时会在航天器周围的局部空间内形成人工的羽流环境，特殊的羽流环境会影响卫星等航天器周围的等离子体环境，给航天器带来电、磁、热等方面环境的改变。因此，通过地面试验和理论分析等技术手段深入研究推力器羽流特性，对在轨飞行霍尔推力器羽流效应进行评估具有重要的理论意义和应用价值。
3、法拉第探针是一种介入式等离子体诊断设备，在空间电推进领域主要用于电推进羽流径向离子电流密度分布测量，通过ji-r曲线诊断推力器羽流平直度。但是，这种介入式的探针诊断方法必然会对探针周围羽流中的等离子体分布产生影响。因此，探针介入羽流中的体积会严重影响到探针诊断结果的真实性。
4、其次，法拉第探针诊断时所处的等离子体环境中存在大量的高能离子会不断轰击探针表面，如屏蔽管和收集极等。传统法拉第探针多为金属材料且屏蔽罩和收集极表面积较大，当高能离子轰击屏蔽管就会溅射出多个离子，当这些离子被收集极吸收就会影响探针采集到的离子电流；并且，当高能离子轰击收集极表面时也会产生二次电子发射，这就会导致探针回路中的电流增大，从而产生误差。
5、最后，霍尔推力器的羽流主要是由高速带电粒子、中性原子及推力器溅射物等组成。推力器羽流中的推力器溅射产物也会随着离子流沉积在法拉探针内部。而这些金属沉积具有导电性，这就会导致法拉第探针内部的收集极与屏蔽管之间绝缘系数下降，当二者之间形成短路就会引起探针失效。因此解决探针内部的金属沉积问题对于延长探针寿命至关重要。
6、公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种电推进定向离子束流密度的微型测量探针装置，以解决现有技术中存在的法拉第探针介入羽流中的体积会严重影响到探针诊断结果的真实性的技术问题。
2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：
3、提供一种电推进定向离子束流密度的微型测量探针装置，包括探针支架以及探针组件，所述探针组件一端安装于所述探针支架上，另一端伸出所述探针支架并沿介入方向延伸设置，所述探针组件包括由内至外依次同轴设置的探针、屏蔽管和陶瓷管，且所述探针和所述屏蔽管之间形成有绝缘空隙，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分的延伸长度大于50mm，且所述屏蔽管背离所述探针支架的一端的外径小于3mm。
4、在一个或多个实施方式中，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分包括沿背离所述探针支架方向依次连接的延伸段和裸露段，所述延伸段被所述陶瓷管包裹覆盖，所述裸露段伸出所述陶瓷管设置。
5、在一个或多个实施方式中，所述裸露段的延伸长度为1.5～3mm。
6、在一个或多个实施方式中，所述裸露段内壁设有槽口，以使所述裸露段的壁厚小于所述延伸段的壁厚。
7、在一个或多个实施方式中，所述裸露段的壁厚小于0.2mm。
8、在一个或多个实施方式中，所述探针包括依次连接的收集极和引出极，所述收集极位于所述探针背离所述探针支架一端，且所述收集极的外端面的直径小于或等于2mm，所述引出极一端与所述收集极的内端连接，另一端延伸至所述探针支架内。
9、在一个或多个实施方式中，所述收集极包括沿背离所述探针支架方向依次连接同轴设置的柄段和头端，所述头端的直径大于所述柄段，以使所述收集极形成t型结构，所述柄段的延伸长度大于5mm。
10、在一个或多个实施方式中，还包括至少一个绝缘支撑管，所述至少一个绝缘支撑管沿所述探针的轴向依次间隔套设在所述探针上，且所述绝缘支撑管位于所述绝缘空隙内以支撑所述屏蔽管。
11、在一个或多个实施方式中，所述探针支架包括：
12、箱体，包括位于一侧的安装板，所述安装板上设有供所述探针组件插入的安装孔；
13、绝缘底板，布置在所述安装板的内侧面；
14、屏蔽底板，布置在所述绝缘底板背离所述屏蔽板一面，所述屏蔽底板与所述绝缘底板紧密接触；
15、其中，所述陶瓷管插入所述箱体内部的部分贯穿所述绝缘底板并延伸至所述屏蔽底板面向所述绝缘底板一侧表面；所述屏蔽管插入所述箱体内部的部分依次贯穿所述绝缘底板和所述屏蔽底板，并延伸至所述屏蔽底板背离所述绝缘底板一面，所述屏蔽管与所述屏蔽底板紧密接触；所述探针插入所述箱体内部的部分依次贯穿所述绝缘底板和所述屏蔽底板，沿延伸至所述屏蔽底板背离所述绝缘底板一侧。
16、在一个或多个实施方式中，所述绝缘底板和所述屏蔽底板通过贯穿所述绝缘底板和所述屏蔽底板的螺钉固定在所述安装板上，且所述屏蔽底板与所述螺钉之间设有绝缘套管；
17、所述箱体上布置有用于和所述屏蔽管以及所述探针连接的bnc接头。
18、区别于现有技术，本申请的有益效果是：
19、本申请探针组件伸出探针支架的部分为细长型结构，有效减少介入诊断时的介入体积，从而避免影响收集极附近的等离子分布，减小测量误差；
20、本申请屏蔽管端部伸出陶瓷管裸露设置，有效避免陶瓷管的二次电子发射被收集极采集；
21、本申请屏蔽管的裸露段壁厚小于延伸段的壁厚，收集极的外端面的直径小于或等于2mm，有效降低离子轰击屏蔽管壁面和端面对探针诊断精度的影响，同时裸露段内孔和延伸段内孔之间形成的凸台结构还可以有效阻挡金属离子的沉积；
22、本申请的收集极采用t型结构，有效增加了收集极的金属沉积区域内收集极和屏蔽管之间的距离，抵挡金属沉积，延长探针寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电推进定向离子束流密度的微型测量探针装置，其特征在于，包括探针支架以及探针组件，所述探针组件一端安装于所述探针支架上，另一端伸出所述探针支架并沿介入方向延伸设置，所述探针组件包括由内至外依次同轴设置的探针、屏蔽管和陶瓷管，且所述探针和所述屏蔽管之间形成有绝缘空隙，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分的延伸长度大于50mm，且所述屏蔽管背离所述探针支架的一端的外径小于3mm。
2.根据权利要求1所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分包括沿背离所述探针支架方向依次连接的延伸段和裸露段，所述延伸段被所述陶瓷管包裹覆盖，所述裸露段伸出所述陶瓷管设置。
3.根据权利要求2所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段的延伸长度为1.5～3mm。
4.根据权利要求2所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段内壁设有槽口，以使所述裸露段的壁厚小于所述延伸段的壁厚。
5.根据权利要求4所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段的壁厚小于0.2mm。
6.根据权利要求1所述的微型测量探针装置，其特
7.根据权利要求6所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述收集极包括沿背离所述探针支架方向依次连接同轴设置的柄段和头端，所述头端的直径大于所述柄段，以使所述收集极形成T型结构，所述柄段的延伸长度大于5mm。
8.根据权利要求1所述的微型测量探针装置，其特征在于，还包括至少一个绝缘支撑管，所述至少一个绝缘支撑管沿所述探针的轴向依次间隔套设在所述探针上，且所述绝缘支撑管位于所述绝缘空隙内以支撑所述屏蔽管。
9.根据权利要求1所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述探针支架包括：
10.根据权利要求9所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述绝缘底板和所述屏蔽底板通过贯穿所述绝缘底板和所述屏蔽底板的螺钉固定在所述安装板上，且所述屏蔽底板与所述螺钉之间设有绝缘套管；
...【技术特征摘要】
1.一种电推进定向离子束流密度的微型测量探针装置，其特征在于，包括探针支架以及探针组件，所述探针组件一端安装于所述探针支架上，另一端伸出所述探针支架并沿介入方向延伸设置，所述探针组件包括由内至外依次同轴设置的探针、屏蔽管和陶瓷管，且所述探针和所述屏蔽管之间形成有绝缘空隙，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分的延伸长度大于50mm，且所述屏蔽管背离所述探针支架的一端的外径小于3mm。
2.根据权利要求1所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述屏蔽管伸出所述探针支架的部分包括沿背离所述探针支架方向依次连接的延伸段和裸露段，所述延伸段被所述陶瓷管包裹覆盖，所述裸露段伸出所述陶瓷管设置。
3.根据权利要求2所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段的延伸长度为1.5～3mm。
4.根据权利要求2所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段内壁设有槽口，以使所述裸露段的壁厚小于所述延伸段的壁厚。
5.根据权利要求4所述的微型测量探针装置，其特征在于，所述裸露段的壁厚小于0.2mm。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晨，李凡，李永杰，宁中喜，
申请(专利权)人：上海易推动力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。