用于檢測空間站艙體的空氣泄漏的設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本設(shè)備涉及應(yīng)用在空間探測領(lǐng)域的儀器制造、自動化設(shè)備和控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 電離檢測器（Ash J.，用于測量系統(tǒng)的檢測器。莫斯科：和平號空間站，1992,424 頁）是已知的，其包括電子發(fā)射源（加熱器）、電離區(qū)域以及離子收集器，并且被設(shè)計為測量 低水平的氣壓。
[0003] 上述電離檢測器的缺陷是記錄由航天器（SC)發(fā)出的氣體（或者空氣）噴流建立 的壓強的動態(tài)范圍窄。特別地，在損壞后由微粒形成大尺寸的孔或裂縫的情況中，緊接SC 的空氣噴流產(chǎn)生高于1〇_ 3毫米汞柱的壓強，然而測量檢測器范圍是10 _7毫米汞柱?，F(xiàn)有的 電離檢測器的另一個缺陷是在SC附近存在固有外部大氣的情況下信息的可信度低，所述 外部大氣建立了從1〇_ 5毫米到10 _6毫米汞柱范圍內(nèi)的氣體成分的組合壓強，這使得從噪音 中提取有用信號的程序變復(fù)雜。
[0004] 找到作為最接近本發(fā)明的設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)是"Device for the detection of the place of air leakage from a space station module"（在專利申請 RU No. 2003101475 中公開，作者為 Semkin N. D.，Voronov K. E.，Piyakov I. V，Zanin A. N.，KirillovA. A?，國 際分類號G01M3/00,公布時間2004年7月10日）。
[0005] 該最接近的現(xiàn)有技術(shù)代表一種用于檢測空間站艙體的空氣泄漏位置的設(shè)備，包 括：同軸對齊并且依次布置的帶有電子槍的離子源、加速柵極、第一接地柵極，橫向電場的 偏轉(zhuǎn)板、第二接地柵極以及離子收集器；該設(shè)備附加地包括帶有三個收集室的柱體，其中兩 個收集室位于與柱體軸垂直的不同側(cè)并且在加速柵極和第一接地柵極之間的部分在柱體 內(nèi)形成通孔，并由兩個密閉遮板密封，并且第三收集室位于柱體外側(cè)；位于偏轉(zhuǎn)板后面、第 二接地柵極前面的與其他柵極同軸對齊的附加接地柵極；安裝在第三收集室內(nèi)的錄音頭， 以及位于第一收集室內(nèi)的熱電偶傳感器。
[0006] 最接近現(xiàn)有技術(shù)的缺陷是缺乏對航天器體上的泄漏區(qū)域的準(zhǔn)確定位，并且不能夠 將信息傳送給宇航員。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于設(shè)計能夠提供航天器體上的泄漏區(qū)域的定位并且能夠經(jīng)由無 線信道將信息傳送給航天器的宇航員的設(shè)備。
[0008] 上述目的的實現(xiàn)得益于這樣的事實，即用于檢測航天器艙體的空氣泄漏的設(shè)備包 括下列同軸地且依次地布置的部件：帶有電子槍的離子源，加速柵極，第一接地柵極，橫向 電場的偏轉(zhuǎn)板，第二接地柵極和離子收集器，在偏轉(zhuǎn)板和第二接地柵極之間的與其他柵極 同軸對齊的接地柵極，帶有三個收集室的柱體，其中兩個收集室被布置在與柱體軸垂直的 軸上并且在柱體內(nèi)形成通孔，第三收集室被布置在柱體的外側(cè)；關(guān)閉第一和第二收集室的 兩個密閉遮板；安裝在第三收集室內(nèi)的錄音頭，以及位于第一收集室內(nèi)的熱電偶傳感器； 含有錄音頭的收集室沒有到柱體內(nèi)的任何開口，并且根據(jù)本發(fā)明，它附加地包括放大器，控 制板，GPS信號接收器，饋線，GPS天線，主天線，連接到控制板上的永久性存儲器，放大器的 輸入連接到離子收集器，并且放大器的輸出連接到與GPS信號接收器相連的控制板并且連 接到與GPS天線相連的GPS信號接收器，饋線連接到主天線。
【附圖說明】
[0009] 本發(fā)明的實質(zhì)由圖1來說明，其中
[0010] 圖1表示用于檢測航天器艙體的空氣泄漏位置的設(shè)備的圖。
【具體實施方式】
[0011] 用于檢測航天器艙體的空氣泄漏的設(shè)備包括：帶有電子槍的離子源1，加速柵極 2,接地柵極3、4和5,橫向電場的偏轉(zhuǎn)板6,離子接收器7,帶有三個收集室9、10和11的柱 體8,兩個密閉遮板12和13,錄音頭14,熱電偶傳感器15,放大器16,控制板17, GPS信號 接收器18,饋線19, GPS天線20,主天線21，永久性存儲器22。
[0012] 帶有電子槍的離子源1，加速柵極2,接地柵極3、4和5,橫向電場的偏轉(zhuǎn)板6和離 子接收器7彼此同軸并且相對于柱體8的對稱軸布置。收集室9和10沿著與柱體軸8垂 直的軸線布置并且在加速柵極2和接地柵極3之間的部分在柱體內(nèi)形成通孔。收集室11被 布置在收集室9附近的柱體8的外壁上，并且沒有任何到柱體8內(nèi)的孔。錄音頭14被固定 在收集室11中，并且熱電偶15被布置在收集室9中。放大器16的輸入連接到離子收集器 7,并且其輸出連接到與GPS信號接收器18、饋線19和永久性存儲器22相連的控制板17。 GPS接收器與GPS天線20相連。饋線19連接到主天線21。
[0013] 設(shè)備操作如下。
[0014] 帶有電子槍的離子源1在柵極2和3之間的空間內(nèi)以200Hz的頻率產(chǎn)生電子流nV。 其引起氣體電離并且在第一時刻所形成的離子以速度Vq散射到不同的方向。在時刻t0， 正極的時變驅(qū)逐脈沖（time-variable expelling pulse)被發(fā)送到加速柵極2。在同一時 亥1J，正脈沖被饋送到橫向電場的偏轉(zhuǎn)板6持續(xù)時間段t0,以在第一時刻偏轉(zhuǎn)離子。稍后，持 續(xù)剩余的時間，記錄的氣體成分的離子從柵極2和3之間的空間轉(zhuǎn)移到離子收集器7,在離 子收集器7中將記錄離開孔洞的氣通量（flux of air)中所包含的經(jīng)計算的同位素（mass) (例如，氮氣）。推算用于驅(qū)逐脈沖的電場的修改規(guī)則，例如該設(shè)備可以僅分離一個同位素， 其他同位素被抑制并且不進(jìn)入離子收集器7,即發(fā)生同位素分離。采用這種方式，在附近出 現(xiàn)SC固有大氣氣體成分的情況下，記錄太空艙外殼中的孔的空氣泄漏的可信度得到提高。
[0015] 氣流穿過收集室9 (或10)、電離區(qū)域（柵極2和3之間），并且以自身的壓強作用 在錄音頭14和熱電偶傳感器15上，熱電偶傳感器15引起錄音頭14內(nèi)的正弦振動。同時， 熱電偶15記錄與流值成正比的壓力（以毫米汞柱表示）。結(jié)果，當(dāng)泄漏量相當(dāng)大時（孔徑 直徑大于1-2毫米），并且在相距空氣泄漏位置的短距離處，在錄音頭14和熱電偶傳感器 15的幫助下進(jìn)行記錄，而當(dāng)與空氣泄漏位置的距離增加時，采用電離檢測器做記錄，該電離 檢測器包括：帶電子槍的離子源1，加速度柵極2,接地柵極3,4和5,橫向電場的偏轉(zhuǎn)板6以 及離子收集器7。在處理來自所有探測器的信息的同時，熱電偶、電離和錄音頭檢測器自動 轉(zhuǎn)接。增加接地柵極4來限制橫向電場的偏轉(zhuǎn)板6對沒有電場的部分（對于接地柵極5) 的影響。
[0016] 眾所周知，氣體離子的初始能量散射受到麥克斯韋_玻爾茲曼定律的制約：
[0017]
【主權(quán)項】
1. 一種用于檢測空間站艙體的空氣泄漏的設(shè)備，包括下列同軸地且依次地布置的部 件：帶有電子槍的離子源，加速柵極，第一接地柵極，橫向電場的偏轉(zhuǎn)板，第二接地柵極和離 子收集器，在所述偏轉(zhuǎn)板和所述第二接地柵極之間的與其他柵極同軸對齊的接地柵極，帶 有三個收集室的柱體，其中兩個收集室被布置在與柱體軸線垂直的軸上并且在所述柱體內(nèi) 形成通孔，第三收集室被布置在所述柱體的外側(cè)；關(guān)閉第一和第二收集室兩個密閉遮板； 安裝在第三收集室內(nèi)的錄音頭，以及位于第一收集室內(nèi)的熱電偶傳感器；含有所述錄音頭 的收集室沒有任何到所述柱體內(nèi)的開口，其特征在于，該設(shè)備附加地包括：放大器，控制板， GPS信號接收器，饋線，GPS天線，主天線，連接到控制板的永久性存儲器，所述放大器的輸 入連接到所述離子收集器，并且所述放大器的輸出連接到與饋線和GPS信號接收器相連的 控制板，所述GPS信號接收器與GPS天線相連，所述饋線連接到所述主天線。
【專利摘要】一種用于檢測空間站艙體的空氣泄漏的設(shè)備，涉及空間探測領(lǐng)域的儀器制造、自動化設(shè)備和控制系統(tǒng)，包括同軸且依次布置的有電子槍的離子源、加速柵極、第一接地柵極、橫向電場偏轉(zhuǎn)板、第二接地柵極、離子收集器、偏轉(zhuǎn)板和第二接地柵極間與其他柵極同軸對齊的接地柵極、有三個收集室的柱體、關(guān)閉第一、二室的兩個密閉遮板、裝在第三室中的錄音頭、第一室中的熱電偶傳感器；含錄音頭的室無開口到柱體內(nèi)。設(shè)備還有放大器、控制板、GPS信號接收器、饋線、GPS天線、主天線、連接到控制板的永久性存儲器，放大器輸入連接到離子收集器且輸出連接到與連接GPS天線的GPS信號接收器相連的控制板，饋線連接到主天線。設(shè)備提供了泄漏區(qū)域的定位并能將信息傳給宇航員。
【IPC分類】G01M3-40
【公開號】CN104697731
【申請?zhí)枴緾N201410819779
【發(fā)明人】S·N·丹尼洛維奇, T·A·米克哈伊洛維奇, P·I·維拉迪米洛維奇
【申請人】薩馬拉國立航空航天大學(xué)
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2014年12月3日