一種用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電推進(jìn)等離子體測量領(lǐng)域，具體是指一種用于磁等離子體推力器羽流 測量的圓柱型探針。
【背景技術(shù)】
[0002] 電推進(jìn)是一類利用電能直接加熱推進(jìn)劑或利用電磁作用電離加速推進(jìn)劑以獲得 推進(jìn)動力的先進(jìn)推進(jìn)方式，具有較高的比沖、推力和效率，尤其是磁等離子體推力器具有高 比沖、大推力和高效率的優(yōu)點，在大型航天器的軌道控制、深空探測和星際航行等空間任務(wù) 中有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003] 對磁等離子體推力器的羽流等離子體進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的測量對于優(yōu)化發(fā)動機(jī)設(shè)計、 提高發(fā)動機(jī)性能具有重要意義。使用圓柱型朗繆爾探針測量等離子體參數(shù)的方法是最基本 的方法，屬于接觸式測量方法。但由于磁等離子體推力器羽流等離子體溫度較高，對圓柱型 朗繆爾探針提出較高要求，而且目前市場上的圓柱型朗繆爾探針價格較為昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有探針中，不能實現(xiàn)對磁等離子體推力器羽流等離子體的定點測 量，同時不耐受磁等離子體推力器羽流的高溫及濺射等缺點，提出了一種用于磁等離子體 推力器羽流測量的圓柱型探針，來測量磁等離子體推力器羽流的電子溫度和電子數(shù)密度。
[0005] 本發(fā)明提供的用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，包括單探針模塊、 四孔陶瓷管和朗繆爾探針保護(hù)管模塊；
[0006] 所述的單探針模塊包括粗單孔陶瓷管、細(xì)單孔陶瓷管和鎢絲；
[0007] 粗單孔陶瓷管和細(xì)單孔陶瓷管的材料均為氧化鋁陶瓷，采用圓環(huán)結(jié)構(gòu)；細(xì)單孔陶 瓷管的外徑與粗單孔陶瓷管的內(nèi)徑相同，細(xì)單孔陶瓷管插入粗單孔陶瓷管，間隙配合，并與 粗單孔陶瓷管一端平齊固定；
[0008] 鎢絲采用圓柱形，直徑與細(xì)單孔陶瓷管內(nèi)徑相同，鎢絲插入細(xì)單孔陶瓷管，間隙配 合，鎢絲一端距離粗單孔陶瓷管和細(xì)單孔陶瓷管的平齊端12mm固定；另一端伸出細(xì)單孔陶 瓷管與采集信號線焊接。
[0009] 四孔陶瓷管為氧化鋁陶瓷，采用圓柱體結(jié)構(gòu)，圓柱體端面上沿軸向開有4個通孔， 組成正方形形狀，4個通孔中心分別位于正方形的4個頂點上，任意兩個相鄰的通孔間距相 同，正方形的中心與四孔陶瓷管的圓心重合。
[0010] 粗單孔陶瓷管的外徑與四孔陶瓷管通孔的直徑相同，將3個相同的單探針模塊插 入四孔陶瓷管的四個通孔中任意三個通孔，采用間隙配合，并且使粗單孔陶瓷管和細(xì)單孔 陶瓷管的平齊端與四孔陶瓷管的一端平齊密封，保證鎢絲伸出平齊端l〇mm。
[0011] 朗繆爾探針保護(hù)管模塊包括保護(hù)管、平墊片、緊定螺釘、螺母和彈簧墊片；
[0012] 朗繆爾探針保護(hù)管整體由兩段外徑不同的圓環(huán)形的不銹鋼管焊接而成，在該保護(hù) 管的側(cè)面上開有螺紋孔，用于固定安裝四孔陶瓷管。
[0013] 將固定好單探針模塊的四孔陶瓷管從朗繆爾探針保護(hù)管螺紋端插入，在緊定螺釘 上依次套入螺母、彈簧墊片、平墊片后擰入朗繆爾探針保護(hù)管側(cè)面的螺紋孔，分別各自旋 緊，將單探針模塊和四孔陶瓷管以及朗繆爾探針保護(hù)管模塊固定在一起。
[0014] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0015] 1、一種用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，采用市場上常見的氧化鋁 陶瓷材料成形的四孔陶瓷管、粗單孔陶瓷管、細(xì)單孔陶瓷管以及鎢絲，市場上易于購買，成 本低廉；
[0016] 2、一種用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，通過鎢絲與細(xì)單孔陶瓷 管之間的間隙配合、細(xì)單孔陶瓷管與粗單孔陶瓷管之間的間隙配合、粗單孔陶瓷管與四孔 陶瓷管之間的間隙配合保證鎢絲與所有的陶瓷管保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并利用環(huán)氧樹脂膠進(jìn)行固 定，同時利用高溫?zé)o機(jī)膠對縫隙進(jìn)行密封并保證測量的探針長度。鎢絲通過三個間隙配合 與四孔陶瓷管保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單；
[0017] 3、一種用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，所采用的氧化鋁陶瓷材料 和鎢材料均可經(jīng)受磁等離子體推力器的羽流溫度。
【附圖說明】
[0018] 圖1為用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針示意圖；
[0019] 圖2為用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針單探針模塊示意圖；
[0020]圖3為用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針朗繆爾探針保護(hù)管模塊示 意圖；
[0021] 圖4為用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針示意圖；
[0022] 圖中：1一單探針模塊；2-四孔陶瓷管；3-朗繆爾探針保護(hù)管模塊；101-鎢絲； 102-粗單孔陶瓷管；103-細(xì)單孔陶瓷管；301-保護(hù)管；302-平墊片；303-緊定螺釘； 304-螺母；305-彈簧墊片；
【具體實施方式】
[0023] 下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0024] 本發(fā)明提供的一種用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，涉及一種使用 接觸式測量方法對等離子體進(jìn)行測量的靜電探針。
[0025] 所述的用于磁等離子體推力器羽流測量的圓柱型探針，如圖1所示，包括單探針 模塊1、四孔陶瓷管2和朗繆爾探針保護(hù)管模塊3，
[0026] 所述的單探針模塊1如附圖2所示，包括鎢絲101、粗單孔陶瓷管102和細(xì)單孔陶 瓷管103;
[0027] 粗單孔陶瓷管102和細(xì)單孔陶瓷管103的材料均為氧化鋁陶瓷，采用圓環(huán)結(jié)構(gòu)；粗 單孔陶瓷管102整體長為70mm，外徑為2mm，內(nèi)徑為1mm;細(xì)單孔陶瓷管103整體長75mm，外 徑為1mm，內(nèi)徑為0? 3mm。
[0028] 鶴絲101的材料為鶴，采用圓柱形，整體長100mm，直徑0. 3mm，端面使用線切割加 工。
[0029] 細(xì)單孔陶瓷管103的外徑與粗單孔陶瓷管102的內(nèi)徑相同，細(xì)單孔陶瓷管103插 入粗單孔陶瓷管102,間隙配合，并且細(xì)單孔陶瓷管103與粗單孔陶瓷管102 -端平齊，用高 溫樹脂膠固定；
[0030] 鎢絲101直徑與細(xì)單孔陶瓷管103內(nèi)徑相同，鎢絲101插入細(xì)單孔陶瓷管103,間 隙配合，鎢絲101 -端伸出粗單孔陶瓷管102和細(xì)單孔陶瓷管103的平齊端12mm處，并且 用高溫樹脂膠將鎢絲101與細(xì)單孔陶瓷管103固定；鎢絲101另一端伸出細(xì)單孔陶瓷管103 為13_，彎鉤后與采集信號線焊接。
[0031] 四孔陶瓷管2的材料為氧化鋁陶瓷，采用圓柱體結(jié)構(gòu)，整體長80mm，直徑為8mm，在 四孔陶瓷管2的圓柱體側(cè)面沿軸向開有4個通孔；通孔的直徑為2mm，4個通孔連在一起組 成正方形形狀，4個通孔的中心分別位于正方形的4個頂點上，組成的正方形邊長為4mm，即 任意兩個相鄰的通孔間距2mm，正方形的中心與四孔陶瓷管2的圓心重合。
[0032] 粗單孔陶瓷管102的外徑與四孔陶瓷管2通孔的直徑相同，將3個相同的單探針 模塊1插入四孔陶瓷管2的四個通孔中任意三個，采用間隙配合，并且使粗單孔陶瓷管102 和細(xì)單孔陶瓷管103