[发明专利]一种新型空心阴极加热器结构

说明书

本发明公开一种新型空心阴极加热器结构，一种新型空心阴极加热器结构，由陶瓷骨架、加热丝和外套陶瓷套组成，所述陶瓷骨架嵌套在空心阴极的阴极管外部，靠近阴极管顶端；所述陶瓷骨架的外侧开有沿径向的螺旋形沟槽；所述加热丝螺旋套入所述螺旋形沟槽内，布置在所述外套陶瓷套与陶瓷骨架之间，两端均从陶瓷骨架内侧端引出；外套陶瓷以紧配合的方式套在陶瓷骨架外部，将加热丝有效限制在螺旋形沟槽内。本发明的空心阴极加热器，结构简单，可靠性高，可有效抑制感应电流干扰，减少电磁振荡，可用于空间电推进用空心阴极加热和点火启动。

技术领域

本发明属于航天领域，涉及一种新型空心阴极加热器结构。

背景技术

以霍尔推力器、离子推力器为代表的电推进，较化学推进，具有比冲高的优点，已经广泛应用于航天器，执行位置保持、轨道提升、深空探测主推进等任务。空心阴极作为霍尔推力器、离子推力器等的关键组件，其点火启动的性能、可靠性，直接影响电推力器点火启动的性能和可靠性。

空心阴极点火启动前，需要首先启动加热器，利用加热器将位于阴极管内部的发射体加热到工作温度(一般1100℃～1600℃)，发射体产生足够的热致电子发射，发射的电子与进入空心阴极腔体内的推进剂气体原子碰撞，使其大量电离，形成放电等离子体，从而使空心阴极成功点火，启动放电。

现有空心阴极的加热器结构一般为烧结结构或单螺旋结构。烧结式加热器结构，陶瓷与加热丝一体化烧结工艺尚不成熟，且烧结陶瓷长期高温下容易开裂，造成加热丝短路；单螺旋式加热器结构，加热丝两端从陶瓷骨架两端分别引出，在靠近阴极管顶部的焊接固定困难，且容易受到空心阴极放电等离子体溅射削蚀，以及高温对焊接可靠性的影响，脱落而导致加热器断路。同时，空心阴极启动放电瞬间，由于单螺旋加热丝的电感作用而产生大的感应电流，由此而产生的电磁振荡影响空心阴极稳定启动放电和加热器的工作可靠性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有加热器结构易导致加热丝短路、断路，易产生感应电流，从而影响空心阴极可靠点火启动的问题，提供了一种结构简单、易于装配、可靠性高的新型加热器结构。

本发明通过以下技术方案实现：

一种新型空心阴极加热器结构，由陶瓷骨架、加热丝和外套陶瓷套组成，所述陶瓷骨架嵌套在空心阴极的阴极管外部，靠近阴极管顶端；所述陶瓷骨架的外侧开有沿径向的螺旋形沟槽；所述加热丝螺旋套入所述螺旋形沟槽内，布置在所述外套陶瓷套与陶瓷骨架之间，两端均从陶瓷骨架内侧端引出；外套陶瓷以紧配合的方式套在陶瓷骨架外部，将加热丝有效限制在螺旋形沟槽内。

优选地，所述螺旋形沟槽为双螺旋形沟槽；双螺旋形沟槽以靠近阴极管顶部的一端为起始端，然后在陶瓷骨架另一端引出。

优选地，所述加热丝以双螺旋的方式套入螺旋形沟槽内。

优选地，引出的加热丝一端固定在阴极管上，另一端则与空心阴极的电极引线连接固定；

优选地，引出的加热丝两端分别与空心阴极的两个电极引线连接固定。

本发明的一种新型空心阴极加热器结构，加热丝两端均从陶瓷骨架另一端分别引出，便于可靠固定，并有效避开阴极管顶部易受等离子体溅射区域和高温区域，避免加热丝脱落，提升加热器可靠性；同时，采用的双螺旋结构，能够明显减弱在空心阴极放电启动瞬间，加热丝因电感效应而产生的感应电流干扰，从而进一步提升加热器和空心阴极的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例1的一种新型空心阴极加热器结构图；

图2为本发明实施例2的一种新型空心阴极加热器结构图；

图3为本发明实施例3的一种新型空心阴极加热器结构图；

图中：阴极管1；陶瓷骨架2；加热丝3；外套陶瓷4。

具体实施方式