[发明专利]法拉第探针

说明书

本发明公开了一种法拉第探针，涉及航天器械技术领域，以解决现有技术在测量过程中随着探针在空间中的移动，位置误差也会随之改变，而无法在评估不同位置的束电流密度时对存在的位置误差进行修正的技术问题。本发明所述的法拉第探针，包括：收集器底座，收集器底座的外侧套设有陶瓷绝缘体，陶瓷绝缘体的外侧套设有保护环；以陶瓷绝缘体为基准，上限制收集器底座的轴向移动、下与保护环进行间隙配合；收集器底座的外侧套设有从动轴定位套管，收集器外零件从动轴依次穿过从动齿轮、从动轴定位套管和收集器底座，并限制收集器外零件从动轴的径向移动；从动齿轮与主动齿轮啮合，主动齿轮套设在主动轴的外侧。

技术领域

本发明涉及航天器械技术领域，特别涉及一种法拉第探针。

背景技术

目前，离子推力器、霍尔推力器等电推力器，因其比冲高、寿命长和系统质量较小等优点而广泛应用于航天器的姿态和轨道控制。准确获取电推力器真空羽流参数对评估电推力器和航天器性能是至关重要的。

具体地，电推力器真空羽流是等离子体，主要包含离子、电子和中性气体分子等，得到羽流中离子密度分布是评估电推力寿命及其羽流效应的重要指标，使用法拉第探针是一种可以测量空间离子密度分布的简易手段及方法。

其中，法拉第探针在空间羽流中不同位置的位置误差不同，位置误差的计算遵循下式：

式中：ε表示位置误差，A_C为收集器端面面积，A_F(x,β)是距发散角为β的圆锥锥顶x的空间曲面面积。

在测量过程中随着探针在空间中的移动，位置误差也会随之改变，这在评估不同位置的束电流密度时需要对存在的位置误差进行修正。

因此，如何提供一种法拉第探针，能够对应探针在实验中不同位置藉由，将收集器端面面积A_C进行改变，并达到相同位置误差，从而更准确地诊断束电流密度，已成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种法拉第探针，以解决现有技术在测量过程中随着探针在空间中的移动，位置误差也会随之改变，而无法在评估不同位置的束电流密度时对存在的位置误差进行修正的技术问题。

本发明提供一种法拉第探针，包括：收集器底座，所述收集器底座的外侧套设有陶瓷绝缘体，所述陶瓷绝缘体的外侧套设有保护环；以所述陶瓷绝缘体为基准，上限制所述收集器底座的轴向移动、下与所述保护环进行间隙配合；所述收集器底座的外侧套设有从动轴定位套管，收集器外零件从动轴依次穿过从动齿轮、所述从动轴定位套管和所述收集器底座，并限制所述收集器外零件从动轴的径向移动；所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述主动齿轮套设在主动轴的外侧。

其中，本发明提供的法拉第探针中，所述收集器外零件从动轴、所述从动轴定位套管、以及所述从动齿轮均对称设置有两个，所述主动齿轮与两个所述从动齿轮啮合。

具体地，本发明提供的法拉第探针中，沿轴向方向依次设有调高垫片、收集器外零件和盖形螺母，以使所述收集器外零件从动轴稳定安装在所述收集器底座上，并留有间隙保证所述收集器外零件从动轴能够进行转动。

进一步地，本发明提供的法拉第探针中，所述收集器底座上还设有收集器导线固定件。

更进一步地，本发明提供的法拉第探针中，所述收集器导线固定件和所述收集器外零件从动轴均为右螺纹。

实际应用时，本发明提供的法拉第探针中，所述保护环上还套有绝缘定位套环，并设有紧锁螺母。

其中，本发明提供的法拉第探针中，所述收集器导线固定件、所述绝缘定位套环、以及所述保护环之间均为间隙配合。

具体地，本发明提供的法拉第探针中，所述主动轴上设有主动轴键。