涉及空间飞行器设备监测。
背景技术:
1、电推进技术是一种较为先进的空间推进技术,具有高比冲的优势,目前已在各类航天器上得到了广泛的应用。与传统的化学推进技术相比,电推进技术具有体积小、质量轻、比冲高和寿命长等优势,并且能够显著降低卫星发射成本、提高卫星的预期寿命,成为各国研究的热点。
2、霍尔推力器属于电磁式推力器,是一种基于霍尔效应利用正交电磁场放电并产生推力的装置。沿着通道方向的电场和沿着径向方向的磁场相互垂直,磁场束缚电子,电场实现对离子的加速喷射。霍尔推力器作为空间系统中使用的先进推进装置和航天器关键部件,实际应用中对其寿命和可靠性提出了较高的要求。如何保证霍尔推力器长期工作的可靠性,是霍尔推力器研究的重要方面。霍尔推力器的打火是影响其寿命与可靠性的关键因素。
3、现有技术中,有研究使用电流表和iccd摄像机监测霍尔推力器打火过程;通过测量电流表的变化和使用iccd摄像机记录霍尔推力器的打火过程,来分析打火现象的发生位置和时间演化规律。然而,该方法时间分辨率有限:用电流表和iccd摄像机的方法无法提供足够高的时间分辨率,无法捕捉到打火过程中的细节和快速变化。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的,现有使用电流表和iccd摄像机监测霍尔推力器打火过程,用电流表和iccd摄像机的方法无法提供足够高的时间分辨率,无法捕捉到打火过程中的细节和快速变化的技术问题,本发明提供的技术方案为:
2、霍尔推力器地面打火过程监测方法,所述方法包括:
3、向真空罐发送抽气信号的步骤;
4、采集所述真空罐内,霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律的步骤;
5、采集所述霍尔推力器打火时光束,将所述光束按预设波长范围进行分离,并分别采集不同波长的光强以及时间演化规律的步骤;
6、采集所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角的步骤;
7、根据所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律、所述不同波长的光强以及时间演化规律,以及所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角,得到所述霍尔推力器打火现象对等离子体参数影响的时间和空间演化规律的步骤。
8、进一步,提供一个优选实施方式,所述方法还包括:采集所述霍尔推力器电源的伏安特性,确认有无打火现象产生的步骤。
9、进一步,提供一个优选实施方式,所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律根据iccd相机监控得到。
10、进一步,提供一个优选实施方式,所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角通过法拉第探针得到。
11、进一步,提供一个优选实施方式,通过滤波片分离所述光束。
12、进一步,提供一个优选实施方式,所述抽气信号将所述真空罐内的气压下降至10-3pa以下。
13、进一步,提供一个优选实施方式,所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律在所述霍尔推进器运行稳定后采集。
14、基于同一发明构思,本发明还提供了霍尔推力器地面打火过程监测装置,所述装置包括:
15、向真空罐发送抽气信号的模块;
16、采集所述真空罐内,霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律的模块;
17、采集所述霍尔推力器打火时光束,将所述光束按预设波长范围进行分离,并分别采集不同波长的光强以及时间演化规律的模块;
18、采集所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角的模块;
19、根据所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律、所述不同波长的光强以及时间演化规律,以及所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角,得到所述霍尔推力器打火现象对等离子体参数影响的时间和空间演化规律的模块。
20、基于同一发明构思,本发明还提供了计算机储存介质,用于储存计算机程序,当所述计算机程序被计算机读取时,所述计算机执行所述的方法。
21、基于同一发明构思,本发明还提供了计算机,包括处理器和储存介质,当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时,所述计算机执行所述的方法。
22、与现有技术相比,本发明提供的技术方案的优点和有益之处在于:
23、本发明提供的霍尔推力器地面打火过程监测方法,通过使用光电倍增管和iccd相机,可以实现对霍尔推力器打火过程的高时间分辨率和空间分辨率的监测。光电倍增管的快速响应速度可以获取高时间分辨率的霍尔推力器打火特性,而iccd相机可以弥补其空间分辨能力的不足。
24、本发明提供的霍尔推力器地面打火过程监测方法,通过使用法拉第探针,可以获取霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角。这可以帮助分析霍尔推力器打火效应对羽流发散角的影响。
25、本发明提供的霍尔推力器地面打火过程监测方法,使用光电联合监测方法对霍尔推力器的打火过程进行精确地监测,尤其是时间和空间的精确分辨能力,有助于理解霍尔推力器的打火机制和原理,从而为霍尔推力器的高可靠性设计以及其对卫星的影响提供参考。
26、本发明提供的霍尔推力器地面打火过程监测方法,利用光电倍增管响应速度快,获取高时间分辨率的霍尔推力器打火特性。同时使用iccd相机,弥补其空间分辨能力的不足。进而结合法拉第探针,分析霍尔推力器打火效应对远场区羽流特性的影响。本发明在具有较高时间分辨能力时,兼具空间分辨能力。可以实现霍尔推力器打火特性的时空分析。
27、本发明提供的霍尔推力器地面打火过程监测方法,可以应用于对霍尔推力器打火过程进行光电联合监测,以理解霍尔推力器的打火机制和原理,并为霍尔推力器的高可靠性设计以及其对卫星的影响提供参考。
1.霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述方法还包括:采集所述霍尔推力器电源的伏安特性,确认有无打火现象产生的步骤。
3.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律根据iccd相机监控得到。
4.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述霍尔推力器远场羽流的离子电流密度和束流发散角通过法拉第探针得到。
5.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,通过滤波片分离所述光束。
6.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述抽气信号将所述真空罐内的气压下降至10-3pa以下。
7.根据权利要求1所述的霍尔推力器地面打火过程监测方法,其特征在于,所述霍尔推力器打火发生位置和空间演化规律在所述霍尔推进器运行稳定后采集。
8.霍尔推力器地面打火过程监测装置,其特征在于,所述装置包括:
9.计算机储存介质,用于储存计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被计算机读取时,所述计算机执行权利要求1所述的方法。
10.计算机,包括处理器和储存介质,其特征在于,当所述处理器读取所述储存介质中储存的计算机程序时,所述计算机执行权利要求1所述的方法。
