[发明专利]靶带式激光烧蚀微推力器在轨工作状态监测方法及系统

权利要求书

1.一种靶带式激光烧蚀微推力器在轨工作状态监测方法，其特征在于，包括：

监测激光器的出光信号，获得出光信号数据；

监测激光烧蚀靶带产生的尾焰，获得尾焰图片数据；

监测含能工质是否有效传送至激光路径，获得含能工质传送数据；

基于所述出光信号数据、所述尾焰图片数据和含能工质传送数据，确定靶带式激光烧蚀微推力器的工作状态。

2.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述监测激光器的出光信号，获得出光信号数据，包括：

将所述出光信号转化为电信号；

根据所述电信号中的电压信号，计算得到激光能量，符合如下公式：

E＝k·V，

其中，E为所述激光能量；V为所述电压信号的电压；k为电压和激光能量的正比例关系系数。

3.根据权利要求2所述的监测方法，其特征在于，所述监测激光器的出光信号，获得出光信号数据，还包括：

在预设采样率下采集所述出光信号，并根据所述出光信号确定所述激光器的出光信号频率；所述预设采样率大于或等于激光的脉宽的倒数。

4.根据权利要求3所述的监测方法，其特征在于，所述确定靶带式激光烧蚀微推力器的工作状态，包括：

基于所述出光信号频率f，确定第一预设时间内激光烧蚀微推力器产生的总冲，符合公式：

I＝F₀·f·t；

其中，I为所述总冲；t为第一预设时间；F₀为所述激光单次脉冲的推力值；

基于所述总冲，确定所述靶带式激光烧蚀微推力器的平均推力值，符合公式：

其中，为所述平均推力值。

5.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述监测激光烧蚀靶带产生的尾焰，获得尾焰图片数据，包括：

在第二预设时间间隔下多次拍摄所述尾焰，获得多个尾焰片段；单次拍摄曝光时间大于或等于200ms，像素大于或等于200万，拍摄距离为3cm-5cm；

合成所述多个尾焰片段，得到所述尾焰图片数据。

6.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述监测含能工质是否有效传送至激光路径，包括：

监测所述靶带式激光烧蚀微推力器的靶带传送齿轮，得到所述靶带传送齿轮的转动频率；

基于激光扫描速度、靶带宽度、每一行靶带上含能工质的消耗时间和所述转动频率，确定所述含能工质是否有效传送至激光路径。

7.根据权利要求6所述的监测方法，其特征在于，所述监测所述靶带式激光烧蚀微推力器的靶带传送齿轮，包括：

利用光束照射所述靶带传送齿轮的侧面，并根据所述光束被齿牙遮挡的频率和齿牙数量确定所述转动频率；或，

利用光束照射所述靶带传送齿轮的侧面，并根据所述光束被靶带传送齿轮的减重孔遮挡的频率和减重孔数量确定所述转动频率。

8.根据权利要求1所述的监测方法，其特征在于，所述基于所述出光信号数据、所述尾焰图片数据和含能工质传送数据，确定靶带式激光烧蚀微推力器的工作状态之前，包括：

将所述出光信号数据、所述尾焰图片数据和所述含能工质传送数据通过星务发送至地面系统；

将接收到的所述出光信号数据、所述尾焰图片数据和所述含能工质传送数据转化成可读数据；

将所述可读数据做可视化处理。

9.一种靶带式激光烧蚀微推力器在轨工作状态监测系统，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的靶带式激光烧蚀微推力器在轨工作状态监测方法对所述靶带式激光烧蚀微推力器进行监测。

10.根据权利要求9所述的监测系统，其特征在于，监测系统集成后的平面尺寸小于或等于8cm×8cm，厚度小于1cm，总功耗小于或等于1W，嵌入安装至激光烧蚀微推力器内部。