[发明专利]一种用于离子推力器栅极组件的栅间距测量方法和测量具

说明书

技术领域

本发明涉及特殊零件装配间距检测的方法，尤其涉及一种用于离子推力器栅极组件球面区域栅间距的测量方法和测量具。

背景技术

离子推力器为先进的空间航天器应用的推力器，与传统化学推力器相比，具有高比冲和长寿命的特点，主要应用于通信卫星的位置保持和轨道转移、深空探测航天器主推进等任务。航天器应用离子推力器后，能够显著降低推进剂携带量，增加有效载荷，可带来显著的经济效益，同时可大幅提升航天器综合技术水平。栅极组件是离子推力器产品的核心组件，其功能是引出并加速放电室离子而产生推力，是直接决定离子推力器性能、寿命及可靠性的核心组件。

栅极组件主要由屏栅极、加速栅极及其它结构件组成，两个栅极为薄壁球壳类零件，栅孔数量巨大，两栅极之间的间距为关键参数，装配时必须进行检测和控制。

现有检测技术仅能实现栅极边缘区域的栅间距检测(栅极边缘为平面)，对于栅极组件球面区域栅间距的检测，现有检测技术无法实现，原因是栅极组件结构的特殊性，标准检测量具和仪器无法实现栅间距的检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离子推力器栅极组件球面区域栅间距测量的方法，该方法针对栅极组件的结构特点，采用专用塞规检测栅间距，检测过程简单易操作，可实现多规格栅极组件球面区域任何位置的栅间距检测。

本发明的技术解决方案是：

一种用于离子推力器栅极组件的栅间距测量具，所述栅极组件包括屏栅极和加速栅极，该测量具由一组检测段长度不同的台阶轴式塞规组成；所述台阶轴式塞规采用导电金属材料制成，所述台阶轴式塞规中的台阶将台阶轴式塞规分为手柄段和检测段，检测段直径大于加速栅极孔径，且小于屏栅极孔径；手柄段直径大于屏栅极孔径。

优选地，手柄段直径比屏栅极孔径大0.5mm～0.8mm。

优选地，一组台阶轴式塞规的检测段长度范围为0.80mm～2.00mm，每隔0.01mm一个规格。

本发明还提供了一种用于离子推力器栅极组件的栅间距测量方法，采用上述任意一种测量具实现，该方法包括：依次将各个规格的台阶轴式塞规插入屏栅极孔中；每插入一个台阶轴式塞规，通过台阶轴式塞规的前端面是否接触到加速栅极来确定被测栅极组件的栅间距。

栅间距一种确定方案是：对于接触到加速栅极的台阶轴式塞规，将该台阶轴式塞规检测段的长度减去屏栅极厚度t，通过多个长度的台阶轴式塞规检测，取得检测点处的测量结果。

另一种更优的栅间距确定方案是：按照检测段从短到长的顺序，依次将各个规格的台阶轴式塞规插入屏栅极孔中；将首次接触到加速栅极的台阶轴式塞规的检测段长度减去屏栅极厚度t，即为检测点处的栅间距。

其中，采用万用表检测屏栅极与加速栅极是否电导通来判断专用塞规的前端是否接触加速栅极。

万用表设置为电阻检测的蜂鸣档，如果台阶轴式塞规的前端面接触到加速栅极，则两个栅极通过台阶轴式塞规短路，万用表蜂鸣。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本发明针对离子推力器栅极组件的结构特殊，提供了一种适用于球面区域栅极间距的测量具，有效地解决了栅极组件球面区域栅极间距的检测技术问题，而且测量具结构简单，测量方便。

(2)根据栅极孔径大小，设置手柄段直径比屏栅极孔径大0.5mm～0.8mm，该尺寸的设计使得手柄段不能探入栅间，且不会因面积过大导致应用于弧面栅极的栅间距测量时具有较大测量误差。

(3)该发明提供的栅极间距检测方法具有使用简便灵活、经济适用的特点，检测精度到达0.01mm，可应用于系列化离子推力器栅极组件及其它类似产品的间距检测。

(4)对于每一个检测点，按照检测段从短到长的顺序，依次将各个规格的台阶轴式塞规插入屏栅极孔中，那么首次接触到加速栅极的台阶轴式塞规的检测段长度减去屏栅极厚度t，即为检测点处的栅间距。这种方式可以以最少的尝试次数获得栅间距测量结果，提高了检测效率。

(5)本发明万用表辅助判断，成本低，而且能够有效判断塞规前端面是否接触到加速栅极，解决了栅极组件球面区域栅间距的检测的技术难题。

附图说明

图1是本发明离子推力器栅极组件的栅间距检测方法示意图；

图2是检测栅极间距时塞规与栅极的几何关系图；

台阶轴式塞规1、屏栅极2、加速栅极3，δ表示栅极间距，L表示塞规检测段长度，t表示屏栅极厚度。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。