[发明专利]一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备

说明书

本发明公开了一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，包括支撑板、法兰盘、真空罐、绝缘支架、金属基板、针式阵列电极、真空装置、电控箱、静电电位动态测量仪和静电发生器；真空罐内侧固定安装有绝缘支架，绝缘支架上由下至上固定平行安装有金属基板和针式阵列电极；金属基板上放置模拟月尘；静电发生器输出端与针式阵列电极电路连接；静电电位动态测量仪输入端与金属板电路连接；静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；电控箱用于控制加载电荷的设备电路通断。本发明采用静电电晕给模拟月尘加载电荷，模拟费用低，易维护，解决了模拟月尘在低真空和常压环境中加载电荷的问题，满足以千伏级的静电电压给模拟月尘加载电荷的要求。

技术领域

本发明属于载人航天环境模拟设备技术领域，特别涉及一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备。

背景技术

在未来载人登月任务中，需要研究月尘环境中登月服及相关仪器设备是否能够正常工作，进行除尘工具测试和除尘训练。有必要在地面建立模拟月面月尘环境，为设备测试和除尘训练提供场所。月尘具有极强的表面粘附能力、材料磨损和腐蚀能力,目前一般认为这些现象和月尘颗粒形状、大小及带电等因素有关，为此在使用模拟月尘模拟月面尘环境时有必要模拟月尘带电的属性。通过给月尘充电增加月尘的粘附能力，在地面形成较为逼真的月尘环境。

月尘带电和月面环境密切相关，通常模拟月尘带电，采用的模拟技术有真实环境模拟和等效模拟，真实环境模拟一般是：研制与月尘高度相似的模拟月尘，模拟月面真实环境因素如：高真空环境、紫外线辐照、电子枪辐照、等离子体处理等使模拟月尘带电。而等效模拟则是通过静电或其他方式使模拟月尘带电。

考虑到进行载人试验/训练时，真空度很难保持高真空度(不低于10^-6Pa)，且一般不能在辐射环境中进行。为了在低真空环境模拟月尘带电，同时考虑不能采用辐射方式以免对人体造成影响，因此，提出用静电电晕技术给月尘加载电荷的方法。

发明内容

本发明提出一种基于静电电晕技术给模拟月尘加载电荷的设备，所述加载电荷设备包括支撑板、法兰盘、真空罐、绝缘支架、金属基板、针式阵列电极、真空装置、电控箱、静电电位动态测量仪和静电发生器；

所述支撑板与所述法兰盘下端固定连接，所述法兰盘上端安装有所述真空罐；

所述法兰盘上端，所述真空罐内侧固定安装有绝缘支架，所述绝缘支架上由下至上固定安装有所述金属基板和所述针式阵列电极，所述金属基板和所述针式阵列电极平行相对；

所述金属基板包括金属板、绝缘板、接地板和保护螺母；所述金属板位于金属基板最上方，所述绝缘板处于中间，所述接地板位于最下端；所述保护螺母用于固定所述金属板、绝缘板和接地板；

所述金属板上放置有模拟月尘；

所述针式阵列电极上侧为金属片，金属片下方焊接金属针阵列；

所述支撑板与所述法兰盘配合设置有气孔，所述真空装置能够从所述气孔吸气，将真空罐置于真空状态；

所述静电发生器输出端与所述针式阵列电极电路连接；

所述静电电位动态测量仪输入端与所述金属板电路连接；

所述接地板接地；

所述静电电位动态测量仪输出端输出测量结果；

所述电控箱用于控制所述加载电荷的设备电路通断。

进一步地，所述真空装置包括机械泵、电磁挡板阀、抽气波纹管和手动挡板阀；

所述机械泵吸气端与所述电磁挡板阀第一端固定连接，所述电磁挡板阀第二端与所述抽气波纹管第一端固定连接，所述抽气波纹管第二端与所述手动挡板阀第一端固定连接，所述手动挡板阀第二端与所述气孔连接。