[实用新型]一种测量空间原子氧环境模拟试验中VUV的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于真空紫外测量领域，具体来说，涉及一种能够准确测量空间原子氧环境模拟试验过程中由于等离子体激发而产生的VUV(简称伴随VUV)的系统。

背景技术

原子氧环境是指低地球轨道(通常认为200～700km高度)上以原子态氧存在的残余气体环境。空间飞行试验和地面模拟试验表明，原子氧会造成航天器结构性材料剥蚀老化、功能性材料功能下降，主要表现在材料质量和厚度的损失、表面形貌的变化以及各种性能参数的衰退等各个方面。而地面模拟试验是我国目前进行航天器空间原子氧环境适应性设计的主要试验验证手段。

目前所使用的所有空间原子氧环境地面模拟设备中，都存在氧气解离产生氧等离子体这样一个物理过程，氧等离子体的特征光谱波长主要为130.4nm、394.7nm、436.8nm、777.2nm、844.6nm，强度随着氧等离子体的产生方式、功率、工作真空条件等因素而变化。波长为130.4nm的发射光谱处于真空紫外(VUV)波段。

紫外辐射，特别是真空紫外辐射，由于具有较高的光子能量，聚合物吸收后会引发化学键和功能团的断裂或交联，主要体现在表面颜色变化、表面成分变化、材料功能特性变化等方面。因为真空紫外(VUV)对材料可能会造成的上述破坏，所以空间原子氧环境模拟试验过程中氧等离子体发射的VUV可能会对空间原子氧环境模拟试验的结果造成一定的影响，从而导致试验结果的偏差或者试验的失效。鉴于此，有必要对空间原子氧环境模拟试验中的伴随VUV进行测试，以便对空间材料原子氧环境评价提供有益的技术支持。使用碲化铯探测器对光电流进行测试分析是目前进行VUV测量的一种手段，但由于在地面原子氧环境模拟试验中，除真空环境外，测量位置还存在污染物、带电粒子以及原子氧束流等多种因素，会对VUV的测试造成干扰，从而导致较大的测量误差，因此，有必要采取一定的技术措施来消除这些干扰，以提高测试的准确性。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能消除空间原子氧环境模拟试验中伴随VUV测量时的干扰因素(污染物、带电粒子、原子氧等)所引起的误差，从而高精度、准确地进行空间原子氧环境模拟试验中伴随VUV测量的装置。从而为提供准确有效的地面模拟原子氧环境试验条件，提高长寿命低轨道航天器的在轨可靠性提供有力保证。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：

本实用新型提供了一种空间原子氧环境模拟试验中伴随VUV的测量系统，其包括原子氧源，真空容器，氟化镁片，碲化铯探测器，碲化铯探测器信号采集装置；真空容器上端具有一开口，开口正上方设置原子氧源，真空容器中部设置有碲化铯探测器，氟化镁片设置在碲化铯探测器与原子氧源之间的位置上以对原子氧、杂散光及污染物进行屏蔽，碲化铯探测器与真空容器外的碲化铯探测器信号采集装置进行电连接。

上述系统中，氟化镁片的直径为50mm-100mm，厚度为1mm-5mm。

上述系统中，碲化铯探测器的电极包覆有Kapton(聚酰亚胺)基底真空绝缘胶带，其厚度为10μm-50μm。

上述系统中，氟化镁片与碲化铯探测器之间的距离优选为5mm-15mm。

上述系统中，氟化镁片安装位置距原子氧束流入口10mm-20mm。

本系统使用碲化铯探测器对空间原子氧模拟试验中由氧等离子体激发产生的波长为130.4nm的伴随VUV进行测量。本系统使用氟化镁片放置于碲化铯探测器前部，对原子氧、杂散光及污染物进行屏蔽，减小它们对VUV测量结果的影响。同时氟化镁玻璃能够对碲化铯探测器起到良好的保护作用，减小测量过程中的环境因素(原子氧、污染物及带电粒子)对碲化铯探测器的损伤，增强测量的重复性、减小多次测量的测量误差。同时，本系统利用厚度为25μm的Kapton基底真空绝缘胶带对碲化铯探测器电极进行了良好的保护，以减小原子氧束流中的带电粒子对VUV测量的影响。

附图说明

图1是本实用新型的空间原子氧环境试验中伴随VUV测量系统的示意图。

其中，1、原子氧源；2、氟化镁片；3、真空容器壁；4、碲化铯探测器；5、真空绝缘胶带；6、碲化铯探测器信号采集装置；

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的测量系统进行详细说明。