[发明专利]航天器真空热试验污染监测系统及方法

说明书

本发明提供了一种航天器真空热试验污染监测系统，其特征在于，包括：真空罐(1)、航天器(2)、污染取样探头(3)、色谱分析模块(7)、质谱分析模块(8)、真空模块(9)以及远程测控单元(10)；所述航天器(2)、污染取样探头(3)安装在真空罐(1)内；所述真空罐(1)与色谱分析模块(7)连接；所述色谱分析模块(7)与质谱分析模块(8)连接；所述质谱分析模块(8)与真空模块(9)连接；所述真空模块(9)与远程测控单元(10)连接。本发明的污染监测系统可对航天器真空热试验过程中污染进行多通道同步实时动态监测，实现对航天器敏感部位放气产物实时监测与成分判定，具有实时性好、精度高、操作方便等优点。

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域，具体地，涉及一种航天器真空热试验污染监测系统及方法。

背景技术

污染是航天器运行中的严重问题，沉积在航天器敏感表面如光学镜头、太阳能电池阵列和温控层等的污染，会影响其寿命。在地面空间环境模拟时，污染问题更加复杂，包括真空排气系统、模拟室和被模拟物的各种材料和部件造成的可凝挥发物(VCM)污染，严重影响航天器的寿命和可靠性，因此对航天器真空热试验过程中污染检测和控制要求十分苛刻。传统的如专利文献CN101876615A所公开的一种航天器姿控发动机羽流污染的监测方法，包括：内真空仓观察窗、真空仓、石英晶体微量天平探测器、发动机喷嘴、活动支架、石英晶体微量天平探测器、计算机、点火控制柜、真空抽气系统、供气瓶和数据采集系统；一种航天器姿控发动机羽流污染的监测装置是在已有的空间电推进地面模拟测试设备的滑动轨道上装了一套石英晶体微量天平探测器、在真空仓表面发动机喷嘴后面装了两套石英晶体微量天平探测器。

现阶段航天器真空热试验中的污染监测，主要采用石英晶体微量天平(QCM)+污染载片的测试方法。其中，石英晶体微量天平是目前航天器真空热试验污染监测的主要手段，虽然可实时监测真空罐内污染的总量，但无法对卫星敏感部位污染放气量及分布进行准确测量，也无法对卫星敏感部位污染物的化学成分进行判定，导致无法为污染源判定提供可靠的科学数据。而污染载片方法虽然可以在试验结束后通过分析载片残留物来准确定性污染物化学成分，但无法在试验过程中实现实时监测，且也无法准确判定污染物来源及放气量，导致问题分析难度大，污染溯源准确性低。因此，现有监测手段及监测方法均无法实现对航天器真空热试验过程污染物的实时定性定量分析。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种航天器真空热试验污染监测系统及方法。

根据本发明提供的一种航天器真空热试验污染监测系统，包括：真空罐1、航天器2、污染取样探头3、色谱分析模块7、质谱分析模块8、真空模块9以及远程测控单元10；

所述航天器2、污染取样探头3安装在真空罐1内；

所述真空罐1与色谱分析模块7连接；

所述色谱分析模块7与质谱分析模块8连接；

所述质谱分析模块8与真空模块9连接；

所述真空模块9与远程测控单元10连接。

优选地，所述真空罐1上设置有标准法兰接口5。

优选地，所述色谱分析模块7包括：载气单元71、第二电磁截止阀72、过渡腔73、第三电磁截止阀74以及分离定量单元75；

所述载气单元71、过渡腔73以及分离定量单元75依次连接；

所述载气单元71与过渡腔73之间设置有第二电磁截止阀72；

所述过渡腔73与分离定量单元75之间设置有第三电磁截止阀74。

优选地，所述质谱分析模块8包括：进样系统81、离子源82、质量分析器83以及检测器84；

所述进样系统81、离子源82、质量分析器83以及检测器84依次连接。