一种可调节空间飞行器共地电极性的装置，其特征在于飞行器外壳通过导线（1）和固定导体（2）相连，可动导体（3）安装在固定导体（2）上并可移动，正极性驻极体（4）和负极性驻极体（5）分别安装在可动导体（3）两侧或两端；当飞行器外壳带自由电荷时，控制可动导体（3）向驻极体移动，利用库仑定律原理，使得飞行器外壳上的自由电荷向可动导体（3）汇集。通过调节可动导体（3）的位置，使飞行器外壳保持电中性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种调节空间飞行器共地电极性的装置。
技术介绍
电气设备的电路部分都有一个公共的接地端，作为零电位的参考点，这个接地端可以直接或者通过专用地线与大地连接(传统上可以认为大地不带自由电荷为零电势)。在弱电情况下，如家用或一些低电压工业用电器或仪器仪表，电路内部各点间相对电势差不大且最高工作电压小于安全电压36V时,可以将机器外壳作为接地端，由于弱电势且处于有微弱导电能力的大气中，一般不会在电器外壳积聚静电荷而伤害到内部电子兀件或者对接触到外壳的人体造成电击。空间飞行器处于高真空环境中，属于电气学上的悬空状态，电子或电气元件间在工作过程中可能会局部积累电荷，且飞行器时时刻刻遭受来自深层太空的各种射线、带电粒子束的轰击，在飞行器的表面及内部积聚电荷而无处释放，当这些电荷集聚到一定程度，电子器件间电位差值超过其绝缘强度，就会形成击穿放电，造成器件烧毁，或者致使逻辑电路执行错误，最后使整个飞行器功能失效。因此，空间飞行器的接地与电荷积聚释放问题一直是业界的历史难题之一。传统做法是降低空间飞行器间绝缘部件的绝缘强度，使各部位间具有弱导电能力，电荷一定程度地自由移动而使各部件间逐步分布平衡，以此来防止局部积聚电荷造成电势过高产生放电，但显然也增加了部件运行时的漏电耗损，降低了内部通讯信号的清晰度，使各模块间可能产生比较高的信号干扰。从另一个角度说，为了解决空间飞行器没有共地端的问题，人为地降低电子器件间的绝缘材料的绝缘强度，要达到相 同的诸如信号清晰度等运行指标，就会使整体技术难度提高。驻极体又称永电体，一些绝缘材料，如松香、天然蜡、某些高分子聚合物等，在熔融状态下外部施加电场，使材料极化带电，同时冷却,凝固后撤掉外部电场，材料将呈永久电性。驻极体中的电荷是被“冻结”的，因此不能对外输出电流，但可以作为一个稳定的电压源或者电压参考对照的标准物，其周边分布相应极性的电场。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的漏电损耗大、信号干扰大的缺点，提出一种新的空间飞行器共地端装置与调节方法。本专利技术通过改变驻极体与金属导体板之间的电容系数，调节共地端上的电荷量使其为零或者接近于零，飞行器各部件电路与之连接后，与大地连接类似，不再容易积累电荷，使空间飞行器上的电子或电气部件的运行条件与在地面上类似，从而提高其运行稳定性和可靠性。本专利技术装置的结构如下:本专利技术由导体和驻极体组成。导体通过导线和飞行器外壳连接在一起，驻极体放置于导体两侧，导体和驻极体可产生相对运动。本专利技术的导体分为固定导体和可动导体两部分，固定导体和可动导体均由导电性能良好的材料构成。可动导体安装在固定导体上并可活动，固定导体通过导线与飞行器外壳连接，使飞行器外壳上的电荷可以移动到导体中，驻极体摆放在可动导体两边。当飞行器外壳带正电荷时，使可动导体靠近负极性驻极体，当飞行器外壳带负电荷时，使可动导体靠近正极性驻极体。利用异性电荷相吸的原理，正电荷将会向可动导体汇集，可动导体离驻极体越近，这种效果越显著。通过调节可动导体和驻极体之间的距离，可以控制空间飞行器外壳上正电荷的数量，使外壳基本保持电中性。本专利技术空间飞行器共地电极性可应用于卫星、空间站，外太空仪器等工业领域。附图说明图1本专利技术原理图；图2本专利技术可调节空间飞行器共地电极性装置一种结构图，图中:1导线，2固定导体，3可动导体，4正极性驻极体，5负极性驻极体；图3本专利技术可调节空间飞行器共地电极性装置的另一种结构示意图，图中:1导线，2固定导体，3可动导体，4正极性驻极体，5负极性驻极体。具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，正电荷a和负电荷b之间的距离为R，根据库伦定理，两者之间会产生吸引力，若电荷为自由电荷，则两者会互相靠近，这里的吸引力F为: F=器⑴其中Qa为正电荷a的带电量，Qb为负电荷b的带电量，ε ^为真空的介电常数，R为正电荷a和负电荷b之间的距离。由公式易知，电荷之间距离越近，其互相作用力就越大。根据上述原理，本专利技术设计了如图2所示的可调节空间飞行器共地电极性的装置。本专利技术由导体和驻极体组成。 导线I将飞行器外壳和导体连接在一起、驻极体导体分为正极性驻极体4和负极性驻极体5，正极性驻极体4和负极性驻极体5布置在导体I的两侦牝导体和驻极体可产生相对运动。所述的导体分为固定导体和可动导体两部分，固定导体和可动导体均由导电性能良好的材料构成。可动导体安装在固定导体上并可活动。如图2所示，飞行器外壳暴露在外太空中，由于宇宙射线等原因，经过一段时间后飞行器外壳会带有大量正(负)自由电荷电荷。将飞行器外壳利用导线I与固定导体2相连，固定导体2相对于飞行器是静止不动的。可动导体3的一端安装在固定导体2上，可动导体3能够沿着固定导体2上无障碍移动的同时保持良好地电接触，使得飞行器外壳上的自由电荷可以通过导线I顺利地到达固定导体2和可动导体3。正极性驻极体4和负极性驻极体5分别固定在可动导体3的两侧，并且处于可动导体3最大移动范围之外。可动导体3在正极性驻极体4和负极性驻极体5之间移动。当飞行器外壳携带正极性自由电荷时，可动导体3受控向负极性驻极体5靠近，同时远离正极性驻极体，由于异性电荷之间存在吸引力，飞行器外壳中的正极性自由电荷，通过导线I和固定导体2向可动导体3汇集。可动导体3离负极性驻极体5越近，异性电荷之间的吸引力就越大，汇集到可动导体3上的正极性自由电荷就越多。通过调整可动导体3和负极性驻极体5之间的距离，使得飞行器外壳接近电中性。当飞行器外壳携带负极性自由电荷时，则控制动导体3受控向正极性驻极体4靠近，通过调整可动导体3和正极性驻极体4之间的距离，使得飞行器外壳接近电中性。图3所示为本专利技术可调节空间飞行器共地电极性装置的另一种结构，其原理与图2中的装置是完全相同的。其不同之处在于可动导体3的可动方向不是沿着固定导体2，而是垂直于固定导体2。可动导体3的两端分别为正极性驻极体4和负极性驻极体5，可动导体3的两侧为同极性驻极体。可动导体3可平行于正极性驻极体4和负极性驻极体5移动。飞行器外壳最终的电性通过可动导体3的位置来控制。本专利技术利用库仑定律中异性电荷相吸的原理，提出了可调节空间飞行器共地端电极性的装置。这种装置利用驻极体可永久对外表现单极性电荷特性，将飞行器外壳中的自由电荷吸引到替他导体中，使飞行器外壳尽可能保持电中性，保证飞行器中仪器在外太空中的正常运作。本专利技术提出的新型空间飞行器共地电极性可应用于卫星、空间站，外太空仪器等工业领域。也可应用于其他不适合或不方面使用接地设备的工业领域。这种装备结构简单，成本较低，能较好的·调整连接设备的电中性。权利要求1.一种可调节空间飞行器共地电极性的装置，其特征在于所述的装置由导线(I)和驻极体组成；所述的导体(I)分为固定导体(2)和可动导体(3)两部分，所述的飞行器外壳通过导线(I)和固定导体(2)相连，可动导体(3)安装在固定导体(2)上并沿固定导体(2)移动；所述的驻极体包括正极性驻极体(4)和负极性驻极体(5)，正极性驻极体(4)和负极性驻极体(5)分别安装在可动导体(3)两侧，处于可动导体(3)最大移动范围之外；可动导体(3)在正极性驻极体(4)和负极性驻极体(5)之间移动。2.一种可调节空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可调节空间飞行器共地电极性的装置，其特征在于所述的装置由导线（1）和驻极体组成；所述的导体（1）分为固定导体（2）和可动导体（3）两部分，所述的飞行器外壳通过导线（1）和固定导体（2）相连，可动导体（3）安装在固定导体（2）上并沿固定导体（2）移动；所述的驻极体包括正极性驻极体（4）和负极性驻极体（5），正极性驻极体（4）和负极性驻极体（5）分别安装在可动导体（3）两侧，处于可动导体（3）最大移动范围之外；可动导体（3）在正极性驻极体（4）和负极性驻极体（5）之间移动。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王厚生，朱旭晨，陈顺中，李献，王晖，戴银明，王秋良，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
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。