[发明专利]一种离子推力器探针安装方法

说明书

本申请涉及航天空间电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器探针安装方法，包括如下步骤：步骤1：将栅极组件安装到栅极安装环上；步骤2：在栅极组件的表面沿径向依次设置5个探针组，每个探针组包括3根弹簧和3个探针；步骤3：将每个探针的一端与对应的弹簧连接，另一端与栅极组件连接，通过弹簧的压力或拉力将探针固定在栅极组件上；步骤4：将每根弹簧的另一端固定在支撑架上，5个探针组通过弹簧依次固定在支撑架上；步骤5：将支撑架的两端通过螺钉固定在栅极安装环上，完成探针的固定安装。本发明结构简单，便于加工安装，不会破坏栅极，也不会对栅极造成污染，在高温、高真空环境下保证了测量的精度。

技术领域

本申请涉及航天空间电推进技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器探针安装方法。

背景技术

栅极组件在离子推力器上具有独特性并扮演多重角色，在功能上它从放电室等离子体中引出、加速、聚焦正离子形成喷出束流，在性能上它很大程度决定离子推力器的推力和比冲，它还是影响离子推力器工作可靠性和寿命的关键组件。在栅极组件装配时会严格控制栅间距的数值(冷态栅间距)，但在推力器工作过程中，由于栅极材料因受到温度场、电场、磁场的影响，栅极组件将发生形变，栅极组件热态栅间距的变化不仅会改变栅极间的几何参数，影响束流的引出、加重栅极的腐蚀，对推力器的性能产生不利影响，严重者还会发生栅极间短路直接造成推力器失效，因此，测量栅极组件栅间距的大小对于评价推力器性能以及预测推力器的寿命都十分关键。

栅极组件由屏栅、加速栅、减速栅组成，在采用非接触的光学测量法测量栅间距时，无法直接确定栅极片的位置，需要将探针与栅极固定，用探针生出的长度来表征栅极位置的变化，栅极之间的安装距离很小，安装探针时采用机械安装十分困难，容易导致栅极组件的损坏，采用高温胶等方法安装时又容易对栅极组件产生污染。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种离子推力器探针安装方法，能够有效的将探针安装在栅极上，实现对离子推力器热态栅间距的测量，不会损坏栅极组件的结构，也不会对栅极组件造成污染。

为了实现上述目的，本申请提供了一种离子推力器探针安装方法，包括如下步骤：步骤1：将栅极组件安装到栅极安装环上；步骤2：在栅极组件的表面沿径向依次设置5个探针组，每个探针组包括3根弹簧和3个探针；步骤3：将每个探针的一端与对应的弹簧连接，另一端与栅极组件连接，通过弹簧的压力或拉力将探针固定在栅极组件上；步骤4：将每根弹簧的另一端固定在支撑架上，5个探针组通过弹簧依次固定在支撑架上；步骤5：将支撑架的两端通过螺钉固定在栅极安装环上，完成探针的固定安装。

进一步的，栅极组件从上到下包括依次排列的屏栅、加速栅以及减速栅，屏栅与加速栅之间的距离为0.7-1.5mm，加速栅与减速栅之间的距离为0.5-1mm。

进一步的，屏栅的厚度为0.3-0.5mm，孔径为1.5-2mm；加速栅的厚度为0.5-0.8mm，孔径为1-1.5mm；减速栅的厚度为0.5-0.8mm，孔径为1.5-2mm。

进一步的，步骤3中3个探针分别与屏栅、加速栅以及减速栅固定连接，测量时，用探针伸出的长短表征其相应的位置。

进一步的，探针采用膨胀系数低的陶瓷材料，包括粗柱段和细柱段。

进一步的，与屏栅连接的探针通过弹簧的压力进行固定，探针的粗柱段设置在屏栅端，粗柱段的端点处设置有弹簧压孔。

进一步的，与减速栅连接的探针通过弹簧的拉力进行固定，探针的粗柱段设置在减速栅端，探针的细柱段的端点处设置有弹簧拉孔。

进一步的，与加速栅连接的探针通过弹簧的压力进行固定，探针的粗柱段设置在加速栅端，粗柱段的端点处设置有弹簧压孔。

进一步的，支撑架位于屏栅的上方，与探针相对应的位置处设置有固定弹簧的圆柱形凸起。