[发明专利]一种就位测量月球表面电位的装置

权利要求书

1.一种就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述装置包括：屏蔽栅网(3)、阻滞栅网(4)、收集电极(5)、主体结构(7)、接触式地网(8)和内部测量电路和内部电压电路；

所述主体结构(7)为长方体箱体，在其上方，设置一个圆形开口，开口处设置用于阻挡电子穿过的屏蔽栅网(3)和用于阻滞离子穿过阻滞栅网(4)；

所述屏蔽栅网(3)设置于阻滞栅网(4)的上方；在阻滞栅网(4)的下方，设置收集电极(5)；

所述屏蔽栅网(3)和阻滞栅网(4)与内部电压电路相连；

所述收集电极(5)与内部测量电路相连；

所述主体结构(7)的下方，设置有支撑脚结构(6)；

所述接触式地网(8)设置于支撑脚结构(6)与月球表面的局部区域之间，与所述内部电路通过导线连接，将月球表面电位作为内部电路基准地电位；

所述内部测量电路根据测得的电流变化的拐点处内部电压电路产生的扫描电压和入射离子电位相等计算月球表面电位。

2.根据权利要求1所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述所述支撑脚结构(6)包括4个可展开到一定角度的支撑脚，所述4个支撑脚可向内折叠在主体结构(7)的下方，与底面平齐。

3.根据权利要求1所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述接触式地网(8)为对称的米字形辐条，在辐条上布置环形线圈；其中，辐条和环形线圈均为金属导体。

4.根据权利要求3所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述接触式地网(8)以直接接触的方式获得待测月表局部区域电位V_o，并通过导线与所述内部电路的“地”连接。

5.根据权利要求4所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，

所述内部电压电路，用于以待测局部月球表面电位V_o为基准，产生抑制电压V_e加载到屏蔽栅网(3)上以阻挡电子穿过，和产生扫描电压V_s+V_o加载到阻滞栅网(4)上以阻滞离子穿过；所述抑制电压V_e为负值。

6.根据权利要求5所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述内部测量电路，用于测量穿透阻滞栅网(4)的离子打到收集极(5)上产生的电流。

7.根据权利要求6所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述收集电极(5)上获得离子电流与扫描步长和扫描电压V_s+V_o的关系为：

若所述扫描电压V_s+V_oV_p，则所述收集电极(5)有离子电流产生,V_p为入射电位；

若V_s+V_oV_p或V_s+V_o＝V_p，则所述收集电极(5)上无电流产生。

8.根据权利要求7所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述局部区域月球表面电位V_o为：

V_o＝V_p-V_s (1)

其中，V_p为当测量电路测得的收集电极(5)产生的电流值为0时的已知入射离子电位，V_s为已知的扫描电位。

9.根据权利要求7所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述扫描电位V_s在白天时为负值，且扫描步长幅值小于离子入射电位V_p；所述扫描电位V_s在夜间时为正值，且扫描步长幅值小于离子入射电位V_p。

10.根据权利要求9所述的就位测量月球表面电位的装置，其特征在于，所述装置还包括在主体结构(7)中集成离子能量探测器，所述离子能量探测器用于获取入射离子能量，反演得到离子入射电位V_p。