專利名稱：一種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星離子電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種清洗球型朗繆爾探針表
面污染物的裝置，用于空間帶電環(huán)境下等離子體參數(shù)測(cè)量中朗繆爾探針表面污染物的清 洗。
背景技術(shù)：
朗繆爾探針用于低溫非平衡等離子體的測(cè)量，通過在等離子體中直接插入賦予一 定電位的探針，根據(jù)電子與離子的沖突導(dǎo)致的電流變化獲得等離子體中電子、離子的密度、 溫度等參數(shù)，已經(jīng)成為當(dāng)今等離子研究中不可或缺的技術(shù)?？招慕Y(jié)構(gòu)的球型朗繆爾探針，由 于其具有電荷有效收集面積大、對(duì)等離子體擾動(dòng)小、易于實(shí)現(xiàn)加熱清洗等特點(diǎn)，在衛(wèi)星離子 電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)中被廣泛使用。 在利用空心球型朗繆爾探針對(duì)衛(wèi)星離子電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)過程中，探針表面容易遭 受可凝化學(xué)污染，探針表面金屬材料的功函數(shù)將發(fā)生變化，導(dǎo)致探針對(duì)等離子體監(jiān)測(cè)電流 的性能下降。因此，需要對(duì)進(jìn)行清洗以去除探針表面的污染物。 目前，在衛(wèi)星離子電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)時(shí)，衛(wèi)星發(fā)射前通常采用有機(jī)溶劑或熱真空浸 泡的清洗方法對(duì)朗繆爾探針表面的可凝化學(xué)污染進(jìn)行清洗。這種清洗方法只能在地面上進(jìn) 行，無法在衛(wèi)星進(jìn)入太空后在空間環(huán)境下對(duì)探針上生成的可凝化學(xué)污染物進(jìn)行清洗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，為解決衛(wèi)星在軌運(yùn)行中，當(dāng)衛(wèi)星離子 電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)朗繆爾探針進(jìn)行有效清洗的問題，提出一種清洗球型朗繆爾探針表面 污染物的裝置。 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下 —種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置，包括空心球型朗繆爾探針、清洗鹵 燈、陶瓷鹵燈托架、清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線、測(cè)溫電阻、測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線、球型朗繆爾 探針空心柱狀支架、陶瓷絕緣底座、測(cè)溫電源以及清洗鹵燈電源。 清洗鹵燈用于對(duì)空心球型朗繆爾探針進(jìn)行加熱。清洗鹵燈的功率采用"12V，9W"。 由于受衛(wèi)星在軌運(yùn)行條件的限制，清洗鹵燈的功率過高會(huì)消耗衛(wèi)星太陽能電池電力，過低 又不能做到有效加熱，因此經(jīng)過反復(fù)比對(duì)試驗(yàn)后確定"12V，9W"的清洗鹵燈才能夠達(dá)到最佳 的功效比。 陶瓷鹵燈托架為空心圓臺(tái)結(jié)構(gòu)(如空心圓柱體、空心圓錐體等)，用于固定支撐清 洗鹵燈。 測(cè)溫電阻用于監(jiān)測(cè)空心球型朗繆爾探針表面的溫度。測(cè)溫電阻優(yōu)選采用Pt100鉑 電阻，其能夠監(jiān)測(cè)200°C -40(TC之間的溫度變化。
上述組合部件之間的連接關(guān)系為 球型朗繆爾探針空心柱狀支架的底端固定在陶瓷絕緣底座內(nèi)，但距陶瓷絕緣底座的底端要留有一定的距離，使球型朗繆爾探針空心柱狀支架與外部絕緣。球型朗繆爾探針 空心柱狀支架的頂端與球型朗繆爾探針焊接。球型朗繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀 支架接觸的部位開有通孔，通孔與球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心相通。陶瓷鹵燈托 架也是一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，位于球型朗繆爾探針的空腔內(nèi)，其頂端位于球型朗繆爾探針的球心， 其底端固定焊接在球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁上，且陶瓷鹵燈托架的空心與球型朗繆爾探 針的通孔相通。陶瓷鹵燈托架的底端與球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁連接處也開有一個(gè)通 孔。清洗鹵燈焊接固定在陶瓷鹵燈托架的頂端。 清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線的一端穿過球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心、球型朗 繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀支架接觸的部位的通孔、陶瓷鹵燈托架的空心，與清 洗鹵燈連接。清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線的另一端同清洗鹵燈電源相連。 測(cè)溫電阻貼于球型朗繆爾探針的空腔內(nèi)表面上。測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線的一端穿
過球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心、球型朗繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀支架
接觸部位的通孔、陶瓷鹵燈托架底端與球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁連接處的通孔，與測(cè)溫
電阻連接，另 一端同測(cè)溫電源相連。 清洗鹵燈電源、測(cè)溫電源均安裝在衛(wèi)星內(nèi)。 采用上述裝置清洗朗繆爾探針表面污染物的過程如下 衛(wèi)星接收地面指令后，同時(shí)啟動(dòng)清洗鹵燈電源、測(cè)溫電源，使清洗鹵燈和測(cè)溫電阻 開始工作。此時(shí)，清洗鹵燈對(duì)球型朗繆爾探針進(jìn)行加熱，球型朗繆爾探針8的溫度將會(huì)升 高。當(dāng)測(cè)溫電阻探測(cè)到球型朗繆爾探針的溫度為350攝氏度并且加熱時(shí)間持續(xù)一段時(shí)間 后，朗繆爾探針表面的可凝化學(xué)污染已經(jīng)被揮發(fā)掉。此時(shí)，清洗鹵燈電源和測(cè)溫電源停止工 作。 有益效果 本發(fā)明裝置對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn) (1)采用"12V，9W"鹵燈加熱，即能夠滿足太空在軌環(huán)境下的條件要求，又能夠有 效降低了加熱功耗。
(2)通過采用測(cè)溫電阻方式，能夠?qū)崿F(xiàn)在軌加熱的實(shí)施監(jiān)控。 本發(fā)明還適應(yīng)于利用球型朗繆爾探針測(cè)量其它等離子體參數(shù)過程中的探針表面 污染物清洗問題。


圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖。 其中，l-清洗鹵燈、2-陶瓷鹵燈托架、3-清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線、4-陶瓷絕緣底 座、5-球型朗繆爾探針空心柱狀支架、6-測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線、7-測(cè)溫電阻、8-球型朗繆 爾探針、9_清洗鹵燈電源接口 、 10-測(cè)溫電源接口 。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。 —種清洗朗繆爾探針表面污染物的裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括清洗鹵燈1、陶 瓷鹵燈托架2、清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線3、陶瓷絕緣底座4、球型朗繆爾探針空心柱狀支架5、測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線6、測(cè)溫電阻7、清洗鹵燈電源9、測(cè)溫電源10。 清洗鹵燈1的功率要求為"12V， 9W"，用于對(duì)空心球型朗繆爾探針8進(jìn)行加熱。 陶瓷鹵燈托架2為空心圓柱體結(jié)構(gòu)或者空心圓錐體結(jié)構(gòu)，用于固定支撐清洗鹵燈1。 測(cè)溫電阻7采用表貼Pt100鉑電阻，其監(jiān)測(cè)溫度范圍為200°C -400°C 。
上述組合部件之間的連接關(guān)系為 球型朗繆爾探針空心柱狀支架5的底端固定在陶瓷絕緣底座4內(nèi)，但距陶瓷絕緣 底座4的底端要留有一定的距離，優(yōu)選的，該間距不得小于2cm，使球型朗繆爾探針空心柱 狀支架5與外部絕緣。 球型朗繆爾探針空心柱狀支架5的頂端與球型朗繆爾探針8焊接。球型朗繆爾探 針8與球型朗繆爾探針空心柱狀支架5焊接的部位留有一個(gè)通孔，該通孔與球型朗繆爾探 針空心柱狀支架5的空心相通。陶瓷鹵燈托架2也是一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，位于球型朗繆爾探針 8的空腔內(nèi)，其頂端位于球型朗繆爾探針8的球心處，其底端固定焊接在球型朗繆爾探針8 的空腔內(nèi)壁上，且陶瓷鹵燈托架2的空心與上述通孔相通。陶瓷鹵燈托架2的底端與球型 朗繆爾探針8空腔的內(nèi)壁焊接處也留有一個(gè)通孔。清洗鹵燈1焊接固定在陶瓷鹵燈托架2 的頂端，即球型朗繆爾探針8的球心處。 清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線3的一端穿過球型朗繆爾探針空心柱狀支架5的空心、球 型朗繆爾探針8與球型朗繆爾探針空心柱狀支架5焊接的通孔及陶瓷鹵燈托架2的空心， 與清洗鹵燈1連接。清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線3的另一端與衛(wèi)星內(nèi)的清洗鹵燈電源9相連。
測(cè)溫電阻7貼于球型朗繆爾探針8的空腔內(nèi)表面上。測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線6的 一端穿過球型朗繆爾探針空心柱狀支架5的空心、球型朗繆爾探針8與球型朗繆爾探針空 心柱狀支架5焊接部的通孔、陶瓷鹵燈托架4底端與球型朗繆爾探針8空腔的內(nèi)壁連接處 的通 L與測(cè)溫電阻7連接，另一端同位于衛(wèi)星內(nèi)的測(cè)溫電源IO相連。
清洗鹵燈電源9、測(cè)溫電源10均安裝在衛(wèi)星內(nèi)。
采用上述裝置清洗朗繆爾探針表面污染物的過程如下 衛(wèi)星接收地面指令后，同時(shí)啟動(dòng)清洗鹵燈電源9、測(cè)溫電源10，使清洗鹵燈1和測(cè) 溫電阻7開始工作。此時(shí)，清洗鹵燈1對(duì)球型朗繆爾探針8進(jìn)行加熱，球型朗繆爾探針8的 溫度將會(huì)升高。當(dāng)測(cè)溫電阻7探測(cè)到球型朗繆爾探針8的溫度達(dá)到350攝氏度且加熱時(shí)間 超過了 30秒，球型朗繆爾探針8表面的可凝化學(xué)污染已經(jīng)被完全揮發(fā)干凈。此時(shí)，清洗鹵 燈電源9和測(cè)溫電源10停止工作。
權(quán)利要求
一種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置，包括清洗鹵燈、陶瓷鹵燈托架、陶瓷絕緣底座，測(cè)溫電源和清洗鹵燈電源，其特征在于，還包括清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線、測(cè)溫電阻、測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線、球型朗繆爾探針空心柱狀支架；測(cè)溫電阻用于監(jiān)測(cè)空心球型朗繆爾探針表面的溫度；上述組合部件之間的連接關(guān)系為球型朗繆爾探針空心柱狀支架的底端固定在陶瓷絕緣底座內(nèi)，距陶瓷絕緣底座的底端留有距離，使球型朗繆爾探針空心柱狀支架與外部絕緣；球型朗繆爾探針空心柱狀支架的頂端與球型朗繆爾探針固接；球型朗繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀支架接觸的部位開有通孔，通孔與球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心相通；陶瓷鹵燈托架也是一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，位于球型朗繆爾探針的空腔內(nèi)，其頂端位于球型朗繆爾探針的球心，其底端固定在球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁上，且陶瓷鹵燈托架的空心與球型朗繆爾探針的通孔相通；陶瓷鹵燈托架的底端與球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁連接處也開有一個(gè)通孔；清洗鹵燈固定在陶瓷鹵燈托架的頂端；清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線穿過球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心、球型朗繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀支架接觸的部位的通孔、陶瓷鹵燈托架的空心，與清洗鹵燈連接；清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線另一端同清洗鹵燈電源相連；測(cè)溫電阻貼于球型朗繆爾探針的空腔內(nèi)表面上，測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線的一端穿過球型朗繆爾探針空心柱狀支架的空心、球型朗繆爾探針與球型朗繆爾探針空心柱狀支架接觸部位的通孔、陶瓷鹵燈托架底端與球型朗繆爾探針空腔的內(nèi)壁連接處的通孔，與測(cè)溫電阻連接，另一端同測(cè)溫電源相連。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置，其特征在于，測(cè) 溫電阻采用Pt100鉑電阻。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置，其特征在于， 清洗鹵燈的功率采用"12V，9W"。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種清洗球型朗繆爾探針表面污染物的裝置，包括空心球形朗繆爾探針、清洗鹵燈、陶瓷鹵燈托架、清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線、測(cè)溫電阻、測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線、球形朗繆爾探針空心柱狀支架、陶瓷絕緣底座、測(cè)溫電源接口以及清洗鹵燈電源接口。清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線的一端穿過球形朗繆爾探針空心柱狀支架、陶瓷鹵燈托架與清洗鹵燈連接。清洗鹵燈電源同軸導(dǎo)線的另一端同清洗鹵燈電源相連。測(cè)溫電阻貼于球形朗繆爾探針的空腔內(nèi)表面上。測(cè)溫電阻供電同軸導(dǎo)線的一端穿過球形朗繆爾探針空心柱狀支架與測(cè)溫電阻連接，另一端同測(cè)溫電源相連。本發(fā)明能夠有效的實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星在軌運(yùn)行中當(dāng)衛(wèi)星離子電推進(jìn)羽流監(jiān)測(cè)時(shí)對(duì)朗繆爾探針進(jìn)行清洗，且加熱功耗低。
文檔編號(hào)B08B7/00GK101701926SQ200910235749
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者曹洲, 楊生勝, 王鷁, 田愷, 秦曉剛, 薛玉雄, 馬亞莉 申請(qǐng)人:中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第五研究院第五一〇研究所