[发明专利]新型马赫探针

说明书

本发明提供了一种新型马赫探针，涉及电推力器真空羽流参数诊断设备技术领域，本发明提供的新型马赫探针包含收集模块一和收集模块二，其中：收集模块一包括圆柱探针，圆柱探针的延伸方向平行于羽流流向，圆柱探针的圆柱侧表面用于收集流场离子；收集模块二包括平面探针，平面探针具有用于圆柱探针穿过的通孔和用于收集流场离子的收集端面，收集端面所处平面垂直于羽流流向，平面探针与圆柱探针之间通过套设于平面探针外部的绝缘护套绝缘。本发明提供的新型马赫探针在使用时，离子能够直接撞击到收集端面上被收集产生离子电流，同时其被圆柱探针的鞘层加速后被探针收集亦产生离子电流，此收集过程不受到流场流速的影响，测量结果更加准确。

技术领域

本发明涉及电推力器真空羽流参数诊断设备技术领域，尤其是涉及一种新型马赫探针。

背景技术

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于评估电推力器的性能是至关重要的。

电推力器喷管在真空喷出的羽流是等离子体，其中包含了由空心阴极发射的只做热运动的电子以及由栅极加速引出的可忽略热运动的离子。羽流中离子的宏观运动速度即羽流流速。

马赫探针是一类接触式的等离子体诊断工具，用于得到做宏观运动的等离子体的马赫数或直接得到运动速度，其一般是由两根朗缪尔探针组合而成。传统的马赫探针是两根相互平行的圆柱状的钨丝构成，使用时完全沉浸在真空羽流中的，使得羽流垂直流向钨丝，这就使得流场流速过高时位于流场前端的钨丝对后端钨丝产生剧烈的干扰，影响测量结果的准确性导致测量结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型马赫探针，收集离子过程中探针不受到流场流速的影响且探针之间互不影响收集，测量结果更加准确。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种新型马赫探针，包括收集模块一和收集模块二，其中：

所述收集模块一包括圆柱探针，所述圆柱探针的延伸方向平行于羽流流向，所述圆柱探针的圆柱侧表面用于收集流场离子；

所述收集模块二包括平面探针，所述平面探针具有用于所述圆柱探针穿过的通孔和用于收集流场离子的收集端面，所述收集端面所处平面垂直于羽流流向，所述平面探针与所述圆柱探针之间通过套设于所圆柱探针外部的绝缘护套绝缘。

进一步地，所述圆柱探针为圆柱朗缪尔型。

进一步地，所述绝缘护套呈筒状结构，内部设有用于对所述圆柱探针和所述平面探针静电屏蔽的静电屏蔽筒。

进一步地，所述静电屏蔽筒的轴线与所述绝缘护套的轴线重合。

进一步地，所述收集模块二还包括套设于所述平面探针外部且与所述平面探针连接到同一偏置电压电路的保护环，所述平面探针与所述保护环之间通过绝缘组件绝缘。

进一步地，所述平面探针为平面朗缪尔型。

进一步地，所述绝缘组件包括陶瓷护套和第一陶瓷垫片，其中：

所述陶瓷护套套设于所述平面探针外部；

所述第一陶瓷垫片套设于所述平面探针外部；

所述陶瓷护套和所述第一陶瓷垫片之间形成环槽，所述环槽用于沿着平行所述平面探针的轴线方向对所述保护环进行定位。

进一步地，所述平面探针上具有定位端面，所述定位端面用于沿着所述平面探针的轴线方向对所述陶瓷护套进行定位。

进一步地，还包括套设于在所述收集模块二外部的紧固螺母，所述紧固螺母用于对所述第一陶瓷垫片进行定位。