[发明专利]离子推力器空心阴极性能测试和寿命考核试验装置及方法

权利要求书

1.一种离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，包括：离子推力器模拟器、空心阴极(5)、真空舱(6)、供电系统、贮供系统、测量系统、冷却系统(31)和真空获得系统；

其中，离子推力器模拟器和空心阴极位于真空舱(6)内；

离子推力器模拟器包括偏压板(2)、阳极(3)、永磁体(4)和气体分配环(21)；其中，离子推力器模拟器中阳极(3)的形状和位置、永磁体(4)磁场分布、气体分配环(21)结构尺寸和位置均与真实的离子推力器一致，空心阴极(5)在离子推力器模拟器上的安装位置和连接方式与真实的离子推力器一致；偏压板(2)安装在阳极(3)的下游，并与空心阴极(5)的阴极顶相对，偏压板(2)可绕其中心轴转动；偏压板(2)的电位相对于参考地(16)为负电位；

供电系统包括为阳极(3)供电的阳极电源(7)、为偏压板(2)供电的偏压电源(8)、为空心阴极的触持极供电的触持电源(17)、为空心阴极点火提供高压点火脉冲的点火电源(18)、为空心阴极的加热器供电的加热电源(19)，以及参考地(16)；

贮供系统为空心阴极(5)和气体分配环(21)提供氙气；

测量系统用于测量偏压板(2)内表面离子电流密度分布和离子推力器模拟器内部的中性气体压力。

2.如权利要求1所述的离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，所述偏压板(2)与阳极(3)下游端面之间的间距为2.0～10.0mm。

3.如权利要求1所述的离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，所述偏压板(2)的电位为-15V以下。

4.如权利要求1所述的离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，所述测量系统包括电流探头(1)、法拉第杯(22)、绝缘组件(23)、电容规(27)、电容真空计(28)和万用表(29)；其中，多个法拉第杯(22)均匀安装在偏压板(2)与空心阴极(5)相对的内表面的直径上，法拉第杯(22)与偏压板(2)之间设有绝缘组件(23)；

电流探头(1)位于真空舱外部，与法拉第杯(22)一一对应，用于测量法拉第杯(22)接收的离子电流；

电容规(27)用于测量离子推力器模拟器内中性气体压力；电容真空计(28)与电容规(27)连接，用于测量电容规(27)检测的压力；

万用表(29)与电流探头(1)连接，用于测量各电流探头测得的对应的法拉第杯接收的离子电流。

5.如权利要求4所述的离子推力器空心阴极性能测试及寿命考核试验装置，其特征在于，所述电容规(27)安装在阳极(3)上，电容规(27)与阳极(3)之间的管道(24)上套接有绝缘套管(25)，电容规(27)上包裹接地的金属丝网(26)。