[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：绝缘快门上底座和绝缘快门下底座，绝缘快门上底座和绝缘快门下底座之间且周向安装有多个绝缘片，每个绝缘片对应设有一个外齿行星齿轮，多个外齿行星齿轮啮合有一个内齿行星齿轮；绝缘快门下底座上安装有裸露式法拉第探针。

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：绝缘快门上底座和绝缘快门下底座，所述绝缘快门上底座和所述绝缘快门下底座之间且周向安装有多个绝缘片，每个所述绝缘片对应设有一个外齿行星齿轮，多个所述外齿行星齿轮啮合有一个内齿行星齿轮；所述绝缘快门下底座上安装有裸露式法拉第探针。

其中，本发明所述的法拉第探针中，每个所述外齿行星齿轮的底端设有外齿轮垫片，所述绝缘快门下底座、所述外齿轮垫片、所述外齿行星齿轮和所述绝缘快门上底座穿设有底座连接螺钉，并通过螺母锁紧。

具体地，本发明所述的法拉第探针中，所述裸露式法拉第探针插入所述绝缘快门下底座，并通过探针夹紧螺钉固定。

进一步地，本发明所述的法拉第探针中，所述内齿行星齿轮套在所述绝缘快门上底座和所述绝缘快门下底座外，并由底端盖设有内齿行星齿轮夹紧件，且通过内六角圆柱头螺钉锁紧。

实际应用时，本发明所述的法拉第探针中，所述绝缘片采用具有一定弹性且摩擦系数小的材料制成。

其中，本发明所述的法拉第探针中，所述外齿行星齿轮的内径稍大于所述底座连接螺钉。

具体地，本发明所述的法拉第探针中，所述内齿行星齿轮的轴向尺寸大于所述绝缘快门上底座和所述绝缘快门下底座。

进一步地，本发明所述的法拉第探针中，所述内齿行星齿轮连接有驱动电机。

更进一步地，本发明所述的法拉第探针中，多个所述绝缘片包括有八片。

相对于现有技术，本发明所述的法拉第探针具有以下优势：