[发明专利]一种离子电推进用微小流量热节流器测试系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子电推进用微小流量热节流器测试系统和方法，属于自动化控制领域。

背景技术

微小流量热节流器是离子电推进系统中的关键组件之一，其性能的优劣对离子电推进系统的工作性能及寿命有重要影响。在进行热节流器性能测试时，需为其提供与实际工作相一致的测试条件，即提供稳定的设定压力和温度条件，通过对热节流器进行精确的压力与温度控制，确定热节流器的“流率-压力-温度”关系曲线，从而实现微小流量热节流器的性能测试。目前，尚无用于微小流量热节流器的专用测试系统，因此，为适应离子电推进系统工程应用的需求，有必要研制出一种离子电推进系统专用的流量测试系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离子电推进用微小流量热节流器测试系统和方法，所述系统具备一定的集成度和自动化程度，测试系统稳定性好，测试准确性高，且配置灵活，便于使用。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种离子电推进用微小流量热节流器测试系统，所述系统包括：气瓶、电磁阀SV1、过滤器、减压器、安全阀、电磁阀SV2、压力传感器PT1、稳压罐、管路手阀GV1、管路手阀GV2、流量计F1、流量计F2、管路手阀GV3、压力传感器PT2、被测热节流器、温度传感器、管路手阀GV4、真空室、真空泵、真空计、控制与显示单元；

其中，气瓶通过电磁阀SV1与过滤器一端连接；过滤器另一端与减压器一端连接；减压器另一端通过电磁阀SV2与稳压罐一端连接；在减压器和电磁阀SV2之间接有安全阀；稳压罐另一端一路通过管路手阀GV1与流量计F1一端连接，稳压罐另一端另一路通过管路手阀GV2与流量计F2一端连接，流量计F1另一端与流量计F2另一端合并到一起后通过管路手阀GV3与被测热节流器一端连接；被测热节流器的另一端通过管路手阀GV4与真空室连接；真空泵和真空计分别与真空室相连；压力传感器PT1与稳压罐相连，并通过信号线与控制与显示单元相连；电磁阀SV1和电磁阀SV2分别与控制与显示单元相连；压力传感器PT2与流量计F1和流量计F2的共同出口端相连，并通过信号线与控制与显示单元相连；温度传感器一端通过信号线与被测热节流器相连，另一端通过信号线与控制与显示单元相连；同时，被测热节流器通过加热电源线与控制与显示单元直接相连。

所述气瓶的出口压力小于等于5MPa；电磁阀SV1为高压电磁阀，耐压值10MPa；过滤器精度为2μm，耐压值10MPa，过滤面积10cm²以上；减压器的减压能力为(0.5～10)MPa减至(0.1～0.4)MPa；安全阀耐压值为10MPa；电磁阀SV2为低压电磁阀，耐压值1MPa；稳压罐8设计体积为2.0L，工作压力(0.1～0.4)MPa，耐压值3MPa；管路手阀GV1、管路手阀GV2、管路手阀GV3和管路手阀GV4的耐压值30MPa；流量计F1和流量计F2为高精度气体流量计，量程分别为3sccm、20sccm，准确度≤1.0％；压力传感器PT1精度为0.5％，测试范围为0～2MPa；压力传感器PT2精度为0.25％，测试范围为0～2MPa；温度传感器型号为PT100，控制范围0～200℃；真空室的真空度范围0～10^-2Pa；真空泵为机械式，极限真空度为10^-2Pa；真空计为电阻式，测试范围为0～10^-2Pa；被测热节流器测试范围为0.5～20sccm。

所述系统的测试工质为Xe或He。

所述系统的测试方法步骤如下：

步骤1，将被测热节流器安装到系统上；

步骤2，合上真空泵电源开关，开始抽真空，开真空计，确认真空系统状态正常；

步骤3，给控制与显示单元加电；

步骤4，打开气瓶的阀门；

步骤5，在控制与显示单元的控制计算机上，打开流量测试系统操作界面程序，根据操作界面上的标志进行被测热节流器的工作压力和温度参数的设置，将压力和温度设定到需要的值；

步骤6，通过控制与显示单元进行被测热节流器工作压力和温度的调节，达到步骤5设定值；

步骤7，确认控制与显示单元中显示的流量计F1、流量计F2、压力和温度显示状态正常；

步骤8，打开管路手阀GV1和管路手阀GV2；

步骤9，确认真空计的压力显示小于1Pa后，打开被测热节流器进气端管路手阀GV3、出气端管路手阀GV4开始测试；

步骤10，至少延时2min，通过控制与显示单元进行数据记录和数据保存，测试结束；