[发明专利]一种等离子体体征参数检测电路及可插拔模块

说明书

本申请实施例中提供了一种等离子体体征参数检测电路及可插拔模块，检测电路，包括：彼此串联的一偏压正电位、第一分压电阻和第二分压电阻；彼此串联的一偏压负电位、偏压电源、第三分压电阻和第四分压电阻；偏压负电位连接至偏压电源负极，偏压电源正极连接至第三分压电阻的一端；第二分压电阻和第四分压电阻共地；偏压正电位和偏压负电位在检测时与等离子体接触；量程切换模块，用于根据检测到的等离子体的离子饱和流将不同阻值的采样电阻连接至偏压正电位和偏压电源的正极之间。采用本申请中的方案，通过改变分压电阻比率，实现大于两个量级的等离子体信号的高精度采集和测量。

技术领域

本申请涉及等离子体测量技术领域，尤其涉及一种等离子体体征参数检测电路及可插拔模块。

背景技术

等离子体是由大量带电粒子组成的“准中性”非束缚态宏观体系，广泛存在于核爆炸、放射性同位素涉嫌、高超音速飞行器的激波、火箭和喷气式飞机的射流等中。随着等离子体源技术的发展，人工产生的等离子体又可用于磁流体力学(MHD)能量变换、离子推进、隐身、逆向喷流减阻等航天工程领域。等离子体诊断，即测量等离子体中的电子密度、电子温度、等离子体电位等体征参数的时空分布，即是获取等离子体特征的基本方法，也是评估等离子体源有效性的重要依据。

现有的用于航天飞行器的等离子体源装置大多使用静电探针进行电子密度估算。静电探针(又称为Langmuir探针)，是一种有效的检测等离子体温度和密度的手段。其理论基础相对成熟，广泛应用于各种等离子体装置中。通过观察静电探针的电位电压和离子饱和电流，可以以低成本简单有效地给出高时间分辨率的等离子体温度和密度参数。静电探针的数据还可以提供更多种类的信息，例如电场，湍流事件等。

在实现本申请的过程中，发明人发现，对于大范围、非均匀的等离子体，其等离子体特征参数在不同空间位置通常能够达到3～4个量级的差别。但已知信号通过现有技术中的检测电路进行检测时，可被识别信号通常仅在2个量级，其余信号由于超出电路处理阈值，或饱和或被背景噪声湮没，导致测量精度差。

发明内容

本申请实施例中提供了一种等离子体体征参数检测电路及可插拔模块，用于解决现有技术中检测电路量程较小导致测量精度差的问题。

根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种等离子体体征参数检测电路，包括：彼此串联的一偏压正电位、第一分压电阻和第二分压电阻；彼此串联的一偏压负电位、偏压电源、第三分压电阻和第四分压电阻；偏压负电位连接至偏压电源负极，偏压电源正极连接至第三分压电阻的一端；第二分压电阻和第四分压电阻共地；偏压正电位和偏压负电位在检测时与等离子体接触；量程切换模块，用于根据检测到的等离子体的离子饱和流将不同阻值的采样电阻连接至偏压正电位和偏压电源的正极之间。

根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种可插拔模块，包括：电路单元，电路单元包括如上述的等离子体体征参数检测电路；以及可插拔接口。

采用本申请实施例中提供的等离子体体征参数检测电路及可插拔模块，通过在新增量程切换模块，该量程切换模块能够根据检测到的等离子体的离子饱和流将不同阻值的采样电阻连接至偏压正电位和偏压电源的正极之间，从而改变分压电阻比率，实现大于两个量级的等离子体信号的高精度采集和测量。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本申请实施例一的等离子体体征参数检测电路连接原理图；

图2示出了根据本申请实施例一的采样电阻和离子饱和流的R-I曲线分布图；

图3示出了根据本申请实施例二的可插拔模块的结构示意图；

图4示出了根据本申请实施例二的电路单元301中第一子电路单元的具体电路结构图；