[发明专利]空心阴极发射体组件气密性测试装置及方法

说明书

本发明提供了一种空心阴极发射体组件气密性测试装置及方法，包括气密工装、空心阴极发射体组件、配气系统、检漏仪、供气阀、气压表、无水乙醇槽，空心阴极发射体组件结构主要包括阴极管、阴极顶、进气法兰。一般电推进系统中电推力器的空心阴极均要求密封设计，而阴极管内部气压直接决定了空心阴极产品的点火性能及发射能力，阴极管密封性是电推力器比冲达标的重要基础。空心阴极发射体组件一般由进气法兰、阴极管及阴极顶焊接组成，至少包含两道不同类型的焊缝，在生产过程中通过对焊缝的检漏筛选合格组件进行后续装配。本发明的测试装置及方法可极大降低空心阴极发射体组件检漏结果误差，提升检漏效率及可信度。

技术领域

本发明涉及航天推进技术领域，具体地，涉及一种空心阴极发射体组件气密性测试装置及方法。

背景技术

电推进具有很高的喷气速度，相对化学推进具有比冲高的特点，显著节省推进剂、增加航天器寿命或减小运载需求。为满足未来空间货运、载人飞行、深空探测等任务，各国致力于研制高比冲大功率电推进系统，空心阴极作为电推进系统点火和羽流中和的核心组件，其点火性能和发射能力直接影响推力器的比冲指标。

空心阴极内部使用高温真空电子发射体材料，通过阴极管顶部小孔束流，使发射体内部气压处于点火及维持工作所需的气压范围，其发射体组件的气密性不满足要求，会导致空心阴极产品的启动时间变长、悬浮电位上升，对应推力器的点火阶段推进剂浪费更多，工作阶段有效加速电压降低，严重降低了系统的总比冲。为保证电推进系统的性能和可靠性，目前的电推进系统对空心阴极发射体组件的气密性要求一般≤1×10^-3Pa·m³/s。因此，空心阴极发射体组件的气密性检测技术是保证电推进系统总比冲指标的关键技术之一。

电推进系统空心阴极具有体积小、结构复杂、发射体材料敏感的特点，发射体组件的检漏操作空间小，难度大。早期对发射体组件检漏方法采用多个多种规格密封垫与发射体组件拼接再与检漏仪器连接检漏，无专用气密测试装置，此种方法存在多个拼接缝隙及检漏方法不一致的情况，会对检测结果产生较大误差，且效率低下，不利于未来产品批量生产需求。

使用了本发明所述的一种空心阴极发射体组件气密性测试装置、方法，减少发射体组件检漏过程中的不一致操作，固定测试方法，极大降低了检漏结果误差，提升检漏效率及可信度。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种空心阴极发射体组件气密性测试装置及方法。

根据本发明提供的一种空心阴极发射体组件气密性测试装置，包括：气密工装1、空心阴极发射体组件2、配气系统3、供气阀5、气压表6以及测试设备，其中：

所述气密工装1安装在空心阴极发射体组件2上；

配气系统3通过供气管路对空心阴极发射体组件2供气；

测试设备对供气的空心阴极发射体组件2进行气密性测试；

所述供气管路上设置有供气阀5和气压表6。

优选地，所述测试设备包括检漏仪4和/或无水乙醇槽7。

优选地，所述气密工装1包括保护帽、压紧盖以及转接帽，其中：

所述转接帽旋拧在保护帽上；

所述转接帽设置有容纳压紧盖的内腔，所述压紧盖设置在转接帽的内腔中，转接帽旋拧保护帽进行调节气密工装1和空心阴极发射体组件2的压紧程度。

优选地，所述压紧盖的端部还设置有密封圈，气密工装1和空心阴极发射体组件2之间通过密封圈过渡配合。

优选地，所述检漏仪本底漏率优于1×10^-8Pa。

优选地，测试设备的测试气体采用氮气、氦气或氙气。