一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量方法和測量具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量具，所述測量具由一組檢測段長度不同的臺階軸式塞規(guī)組成；所述臺階軸式塞規(guī)采用導電金屬材料制成，所述臺階軸式塞規(guī)中的臺階將臺階軸式塞規(guī)分為手柄段和檢測段，檢測段直徑大于加速柵極孔徑，且小于屏柵極孔徑；手柄段直徑大于屏柵極孔徑。本發(fā)明還提供了一種測量方法，將專用塞規(guī)插入屏柵極孔中，通過專用塞規(guī)的前端面是否接觸到加速柵極來判斷被測柵極組件的柵極間距；檢測時采用萬用表檢測屏柵極與加速柵極是否電導通來判斷專用塞規(guī)的前端是否接觸加速柵極。本發(fā)明針對離子推力器柵極組件的特點，有效地解決了柵極組件球面區(qū)域柵極間距的檢測技術問題。
【專利說明】一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量方法和測量具

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及特殊零件裝配間距檢測的方法，尤其涉及一種用于離子推力器柵極組件球面區(qū)域柵間距的測量方法和測量具。

【背景技術】
[0002]離子推力器為先進的空間航天器應用的推力器，與傳統(tǒng)化學推力器相比，具有高比沖和長壽命的特點，主要應用于通信衛(wèi)星的位置保持和軌道轉移、深空探測航天器主推進等任務。航天器應用離子推力器后，能夠顯著降低推進劑攜帶量，增加有效載荷，可帶來顯著的經(jīng)濟效益，同時可大幅提升航天器綜合技術水平。柵極組件是離子推力器產(chǎn)品的核心組件，其功能是引出并加速放電室離子而產(chǎn)生推力，是直接決定離子推力器性能、壽命及可靠性的核心組件。
[0003]柵極組件主要由屏柵極、加速柵極及其它結構件組成，兩個柵極為薄壁球殼類零件，柵孔數(shù)量巨大，兩柵極之間的間距為關鍵參數(shù)，裝配時必須進行檢測和控制。
[0004]現(xiàn)有檢測技術僅能實現(xiàn)柵極邊緣區(qū)域的柵間距檢測(柵極邊緣為平面)，對于柵極組件球面區(qū)域柵間距的檢測，現(xiàn)有檢測技術無法實現(xiàn)，原因是柵極組件結構的特殊性，標準檢測量具和儀器無法實現(xiàn)柵間距的檢測。


【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供了一種離子推力器柵極組件球面區(qū)域柵間距測量的方法，該方法針對柵極組件的結構特點，采用專用塞規(guī)檢測柵間距，檢測過程簡單易操作，可實現(xiàn)多規(guī)格柵極組件球面區(qū)域任何位置的柵間距檢測。
[0006]本發(fā)明的技術解決方案是:
[0007]—種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量具，所述柵極組件包括屏柵極和加速柵極，該測量具由一組檢測段長度不同的臺階軸式塞規(guī)組成；所述臺階軸式塞規(guī)采用導電金屬材料制成，所述臺階軸式塞規(guī)中的臺階將臺階軸式塞規(guī)分為手柄段和檢測段，檢測段直徑大于加速柵極孔徑，且小于屏柵極孔徑；手柄段直徑大于屏柵極孔徑。
[0008]優(yōu)選地,手柄段直徑比屏柵極孔徑大0.5mm?0.8mm。
[0009]優(yōu)選地，一組臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度范圍為0.80mm?2.0Omm,每隔0.0lmm —
個規(guī)格。
[0010]本發(fā)明還提供了一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量方法，采用上述任意一種測量具實現(xiàn)，該方法包括:依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中；每插入一個臺階軸式塞規(guī)，通過臺階軸式塞規(guī)的前端面是否接觸到加速柵極來確定被測柵極組件的柵間距。
[0011]柵間距一種確定方案是:對于接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)，將該臺階軸式塞規(guī)檢測段的長度減去屏柵極厚度t，通過多個長度的臺階軸式塞規(guī)檢測，取得檢測點處的測量結果。
[0012]另一種更優(yōu)的柵間距確定方案是:按照檢測段從短到長的順序，依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中；將首次接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度減去屏柵極厚度t，即為檢測點處的柵間距。
[0013]其中，采用萬用表檢測屏柵極與加速柵極是否電導通來判斷專用塞規(guī)的前端是否接觸加速柵極。
[0014]萬用表設置為電阻檢測的蜂鳴檔，如果臺階軸式塞規(guī)的前端面接觸到加速柵極，則兩個柵極通過臺階軸式塞規(guī)短路，萬用表蜂鳴。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的有益效果是:
[0016](I)本發(fā)明針對離子推力器柵極組件的結構特殊，提供了一種適用于球面區(qū)域柵極間距的測量具，有效地解決了柵極組件球面區(qū)域柵極間距的檢測技術問題，而且測量具結構簡單，測量方便。
[0017](2)根據(jù)柵極孔徑大小，設置手柄段直徑比屏柵極孔徑大0.5mm?0.8mm,該尺寸的設計使得手柄段不能探入柵間，且不會因面積過大導致應用于弧面柵極的柵間距測量時具有較大測量誤差。
[0018](3)該發(fā)明提供的柵極間距檢測方法具有使用簡便靈活、經(jīng)濟適用的特點，檢測精度到達0.01mm，可應用于系列化離子推力器柵極組件及其它類似產(chǎn)品的間距檢測。
[0019](4)對于每一個檢測點，按照檢測段從短到長的順序，依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中，那么首次接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度減去屏柵極厚度t，即為檢測點處的柵間距。這種方式可以以最少的嘗試次數(shù)獲得柵間距測量結果，提高了檢測效率。
[0020](5)本發(fā)明萬用表輔助判斷，成本低，而且能夠有效判斷塞規(guī)前端面是否接觸到加速柵極，解決了柵極組件球面區(qū)域柵間距的檢測的技術難題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明離子推力器柵極組件的柵間距檢測方法示意圖；
[0022]圖2是檢測柵極間距時塞規(guī)與柵極的幾何關系圖；
[0023]臺階軸式塞規(guī)1、屏柵極2、加速柵極3，δ表示柵極間距，L表示塞規(guī)檢測段長度，t表不屏柵極厚度。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0025]本發(fā)明的測量目標是離子推力器柵極組件的柵間距，如圖1所示，柵極組件包括屏柵極2和加速柵極3，且其中間具有一定弧度。屏柵極2和加速柵極3為網(wǎng)狀結構，且屏柵極2的孔徑大于加速柵極3的孔徑。
[0026]基于上述分析，本發(fā)明提供了一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量具，其由一組檢測段長度不同的臺階軸式塞規(guī)I組成。圖1中只示出了一個臺階軸式塞規(guī)。臺階軸式塞規(guī)采用導電金屬材料制成，其中的臺階將臺階軸式塞規(guī)分為手柄段和檢測段，檢測段直徑大于加速柵極孔徑，且小于屏柵極孔徑，使得檢測段可以探入柵間，但是不能穿過加速柵極。手柄段直徑大于屏柵極孔徑，使得手柄段不能探入柵間。手柄段便于手持，手柄段可以為多節(jié)結構。
[0027]根據(jù)柵極孔徑大小，設置手柄段直徑比屏柵極孔徑大0.5mm?0.8mm,該尺寸的設計使得手柄段不能探入柵間，且不會因面積過大導致應用于弧面柵極的柵間距測量時具有較大測量誤差。
[0028]本實施例中，根據(jù)柵間距的可能范圍，一組臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度范圍為
0.80mm?2.0Omm,每隔0.0lmm 一個規(guī)格,從而使得測量精度達到0.01mm。
[0029]采用該測量具進行柵間距測量時，萬用表的表筆分別接觸與屏柵極、加速柵極電導通的結構零件；依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中；每插入一個臺階軸式塞規(guī)，采用萬用表檢測屏柵極與加速柵極是否電導通來判斷專用塞規(guī)的前端是否接觸加速柵極；通過臺階軸式塞規(guī)的前端面是否接觸到加速柵極來判斷被測柵極組件的柵間距。
[0030]下面結合圖1對本發(fā)明的測量過程進行詳細描述。
[0031](I)將柵極組件的屏柵極一側朝上放置在支承工裝(圖1中的6)上，支承筒放置的檢測工裝臺(圖1中的7)上，如圖1所示。
[0032](2)將萬用表的一個表筆(圖1中的4)與屏柵極支撐板接觸，屏柵極支撐板與屏柵極之間為電導通狀態(tài)；萬用表的另一個表筆(圖1中的5)與加速柵安裝支撐螺釘接觸，該螺釘與加速柵極之間為電導通狀態(tài)。萬用表設置為電阻檢測的蜂鳴檔。
[0033](3)測試中采用的專用塞規(guī)檢測段長度尺寸范圍為1.20mm?1.60mm。檢測時，在柵極組件的整個球面區(qū)域選擇確定的若干小區(qū)域抽樣檢測(抽檢區(qū)域由具體產(chǎn)品的工藝確定)。
[0034](4)對于每一個檢測點，采用萬用表檢測屏柵極與加速柵極是否電導通來判斷專用塞規(guī)的前端是否接觸加速柵極，通過塞規(guī)的前端面是否接觸到加速柵極來判斷柵間距。
[0035]對于具體長度的某個塞規(guī)，檢測一個柵孔處的間距時，通過是否接觸，可以判斷柵間距值大于或小于該塞規(guī)檢測段的長度減去屏柵極厚度。圖2為檢測柵間距時塞規(guī)與柵極的幾何關系圖，δ表示柵極間距，L表示塞規(guī)檢測段長度，t表示屏柵極厚度，如果塞規(guī)前端面接觸加速柵極，則δ <L_t;如果塞規(guī)前端面未接觸加速柵極，則δ >L_t。通過多個長度的塞規(guī)檢測，給出檢測點處的測量結果。
[0036]優(yōu)選地，對于每一個檢測點，按照檢測段從短到長的順序，依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中。如果臺階軸式塞規(guī)的前端面接觸到加速柵極，則兩個柵極通過臺階軸式塞規(guī)短路，萬用表蜂鳴。將首次接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度減去屏柵極厚度t，即為檢測點處的柵間距。這種方式可以以最少的嘗試次數(shù)獲得柵間距測量結果。
[0037]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量具，所述柵極組件包括屏柵極和加速柵極，其特征在于，所述測量具由一組檢測段長度不同的臺階軸式塞規(guī)(I)組成；所述臺階軸式塞規(guī)(I)采用導電金屬材料制成，所述臺階軸式塞規(guī)中的臺階將臺階軸式塞規(guī)分為手柄段和檢測段，檢測段直徑大于加速柵極(3)孔徑，且小于屏柵極(2)孔徑；手柄段直徑大于屏柵極孔徑。
2.如權利要求1所述的測量具，其特征在于，手柄段直徑比屏柵極孔徑大0.5mm?0.8mmο
3.如權利要求1所述的測量具，其特征在于，一組臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度范圍為0.80mm ?2.0Omm,每隔 0.01mm 一個規(guī)格。
4.一種用于離子推力器柵極組件的柵間距測量方法，其特征在于，采用如權利要求1或2或3所述的測量具實現(xiàn)，該方法包括如下步驟: 依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中；每插入一個臺階軸式塞規(guī)，通過臺階軸式塞規(guī)的前端面是否接觸到加速柵極來確定被測柵極組件的柵間距。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于:對于接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)，將該臺階軸式塞規(guī)檢測段的長度減去屏柵極厚度t，通過多個長度的臺階軸式塞規(guī)檢測，取得檢測點處的測量結果。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于:按照檢測段從短到長的順序，依次將各個規(guī)格的臺階軸式塞規(guī)插入屏柵極孔中；將首次接觸到加速柵極的臺階軸式塞規(guī)的檢測段長度減去屏柵極厚度t，即為檢測點處的柵間距。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于:采用萬用表檢測屏柵極與加速柵極是否電導通來判斷專用塞規(guī)的前端是否接觸加速柵極。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于:萬用表設置為電阻檢測的蜂鳴檔，如果臺階軸式塞規(guī)的前端面接觸到加速柵極，則兩個柵極通過臺階軸式塞規(guī)短路，萬用表蜂鳴。
【文檔編號】G01B5/14GK104236426SQ201410449605
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權日:2014年9月4日
【發(fā)明者】唐福俊, 周志成, 張?zhí)炱? 鄭茂繁, 黃永杰, 孫運奎, 賈艷輝 申請人:蘭州空間技術物理研究所