一种空间微型质谱仪的芯片级离子源研究

设计了一种空间微型质谱仪用三电极场芯片级离子源结构,该离子源由5层电极板构成气体电离区和离子引出区。采用MEMS技术制备了芯片级离子源原理样机,测试了其电子流、离子流和稳定性。结果表明:该芯片级离子源能够产生0.357 mA以上的电子流,接收到的离子流可以达到527 pA,满足空间探测任务中微小型质谱仪离子源的功能要求。

气体传感器在国外航天器上的应用

气体传感器技术是航天器上获取环境气体信息的重要手段之一,对航天器的安全发射、宇航员的生存安全以及航天器在轨运行期间的安全具有重要的意义。对国外航天器气体传感器技术的发展概况和相关气体传感器成功应用的案例进行调研,分析总结国外气体传感器技术在航天器上的发展特点和趋势,为我国航天器气体传感器发展提供了一定参考。

四极质谱计在超导托卡马克装置上的应用

四极质谱计广泛用于托卡马克装置上,用来监测聚变装置的真空品质,为真空系统的状态提供判断依据。本文介绍了四极质谱计在全超导非圆截面托卡马克装置(EAST)上的多种应用,为聚变装置的第一壁处理和聚变过程中多种残余气体成分含量变化提供数据。实验证明四极质谱计是EAST装置真空系统运行、等离子体与器壁相互作用研究过程中一种较为基础的测量工具。

基于四极质谱仪航天器单点检漏应用研究

本文介绍了航天器单点检漏过程中3种常见的单点模型,并依据航天器泄漏设计指标对单点模型的示漏气体浓度进行分析计算。根据现有的四极质谱仪装置GAM500对单点模型进行试验验证,试验说明四极质谱仪可测漏率满足航天器漏率设计指标要求,可以应用在航天器单点检漏工艺中。

航天器燃料泄漏定量检测方法研究

本文对航天器燃料泄漏进行分析,针对燃料泄漏定量检测的任务需求给出3种定量检测方法,设计出每种定量检漏的方案、步骤和计算公式。为航天器燃料泄漏的定量检测提供参考。

基于气相色谱法的电推进航天器氙气泄漏检测系统

为了能够对电推进航天器加注后的泄漏进行检测，对氙气泄漏检测方法和关键技术进行研究，研制了一套基于气相色谱法的氙气泄漏检测系统。试验结果表明，氙气体积分数在1×10-7～5×10-4之间时，系统可以定性定量判断氙气的真实泄漏量（1.0×10-5～5.0×10-2Pa·m3·s-1）；而当氙气体积分数超过5×10-4时，则应定性判断电推进系统有大泄漏（泄漏量＞10-2Pa·m3·s-1）。检测系统能够满足电推进航天器加注后泄漏检测任务的要求。

气相色谱法在电推进航天器泄漏检测中的应用研究

本文对电推进航天器加注后氙气泄漏技术进行研究,给出基于气相色谱法泄漏检测技术方案。搭建实验平台,通过试验验证了气相色谱法检测电推进航天器泄漏的可行性。

全超导托卡马克第一壁石墨材料的放气特性研究

全超导托卡马克(EAST)实验中,面向等离子体材料(PFM)的放气特性直接影响到等离子体的品质。因此采用动态流导法的实验装置,在不同温度和真空度下对表面镀有SiC薄膜的GBST1308(B 1%、Si 2.5%T、i 7.5%、C 89%)掺杂石墨材料进行放气实验研究。测试分析了石墨材料在18℃至350℃经140h连续烘烤下的放气特性,并考虑温度对限流小孔流导的影响,计算出石墨材料的单位表面积放气速率和总放气量。通过四极质谱仪(QMS)监测和定性分析石墨材料放出气体的各种成分,利用标准谱图计算出残余气体中H2、H2O、CO和CO2的放气速率。结果表明,温度是影响石墨材料放气成分和放气速率的最主要因素,另外当石墨材料在350℃的高温18h恒温烘烤后能有效地减小杂质气体成分和放气速率。

航天器运输过程中诱发的动力学环境分析

文章综合评述了航天器在公路、铁路、船舶以及航空运输过程中所诱发的动力学环境的原因和特点。对某型号在公路运输和航空运输过程中振动数据的统计分析结果表明:在公路运输过程中,路面不平和车辆的突然加速是诱发振动、冲击的主要来源;在航空运输过程中,飞机起飞、降落以及飞行中的气流扰动而引起的颤振是动力学环境的主要诱因。

电推进系统工质氙气充装特性试验研究

文章介绍了卫星电推进系统工质氙气充装特性试验系统及测试方法,开展了氙气充装饱和蒸气压,气相及超临界状态PVT充装特性试验研究,建立了新的氙气饱和蒸气压方程,拟合得到了氙气的临界压力,并与其他研究机构的试验数据进行了比较分析。氙气饱和蒸气压试验结果与NIST方程计算值的相对偏差小于0.2%,发现并验证了NIST方程计算值在近临界区的偏差最高达到6 k Pa。试验数据为建立氙气充装加注预估模型奠定基础,为卫星电推进系统充装加注及在轨应用提供重要的参考。

基于质谱分析的航天器工质原位检漏技术研究

航天器推进系统、热控系统、环控系统及流体回路系统有严格的泄漏指标要求,基于质谱分析的检漏方法存在本底信号干扰及重复性较差等难点,建立了工质原位检漏方法的理论模型,分析了质谱室直接进样与分流进样的特点,确定了分流进样的技术方案;通过试验,获得了大气环境取样条件下质谱室工作压力与本底信号的关系;同时,通过氦气、氪气、氙气等标准漏孔重复性试验获得了工质气体校准系数与本底信号的关系,并验证了系统检漏灵敏度满足航天器检漏要求。

航天器电推进系统氙气工质充装特性模型与评估

氙气充装特性计算与评估是航天器电推进系统应用的关键因素之一,通过试验及应用国内外试验数据库,建立了氙气工质全区域修正性的经典热力学状态方程、经验方程及多参数方程,比较分析了三种不同计算模型在单相区、临界区及超临界区与试验数据的偏差,新建立Helmholtz方程计算的压力密度,与试验数据比较,该模型比NIST方程有更高的精度,通过比较分析验证了计算模型的正确性与高精度,完全能满足电推进系统氙气工质充装特性数值模拟与预估的要求。

放样时间对航天器总漏率测试结果影响的研究

航天器的总漏率测试一般采用氦质谱大气累积检漏法,为了提高总漏率测试的准确度,对目前航天器总漏率测试过程放样时间对测试结果的影响进行了研究分析,并对总漏率计算公式提出相应的修正。

基于色谱分析技术的航天器热管检漏方法研究

针对航天器热控系统中热管的高密封性能要求,以及特殊的传热工质,分析现存检漏方法存在的问题,提出使用色谱分析技术对热管进行检漏。介绍了基于色谱技术的热管检漏工作原理,检漏系统设计,试验方法和数据处理等,并对工质为乙烷的气液两相、漏率在10^(-8)Pa·mμ/s量级的热管进行检漏,为将来热管以及示漏物质是特殊工质的被检件检漏工作提供参考。

检漏容器的密封性能对航天器总漏率测试的影响研究

采用非真空氦质谱累积法进行航天器密封系统的总漏率测试时,需要检漏容器对密封系统泄漏出的氦气进行收集。本文通过理论分析,并用正压氦漏孔模拟航天器密封系统的泄漏进行试验验证,得出了检漏容器的密封性能对航天器密封系统总漏率测试的影响,为检漏容器的泄漏给出了建议指标。

热管检漏技术研究

热管是航天器热控系统中的一种核心部件,密封性要求高,一旦出现故障,就会造成航天器热控系统的完全失效。针对热管检漏方法原来的技术瓶颈,本文提出了采用基于质谱分析技术的航天器热管密封性能测试方案,建立了测试系统,并对一个热管进行了现场测试,达到了理想的技术指标要求,为将来航天器热管检漏提供了一种可行方法。

EAST装置残余气体测控系统的设计

论文基于HT-7和EAST装置上使用SRS-200四极质谱仪的功能不能满足实验要求,利用LabVIEW软件重新开发设计了残余气体测量控制系统。实现用外置PKR251真空计测量总压强的同时实时快速扫描多个质量数的分压强、监控杂质气体、数据存储自动化、等离子体放电炮号与质谱图数据和时间的对应、网络远程监控、批处理实验中所有的放电数据等功能。

基于莱宝检漏仪的航天器总漏率测试技术研究

本文介绍了一种基于莱宝L300系列检漏仪检测航天器总漏率的测试方法,并成功研制出莱宝检漏仪的非真空氦质谱累积航天器总漏率测试系统。经过多次试验测试,结果表明研制的航天器总漏率测试系统具有测量精度高、性能稳定,不仅降低了航天器系统总漏率最小可检值,而且降低了设备重量,增加了移动使用的便携性,具有一定的工程应用和推广价值。

微尺度质谱仪离子源结构设计及离子光学系统仿真

文章针对多领域对便携式质谱仪的需求,对微尺度质谱仪的核心部件离子源进行结构设计,并利用离子光学模拟软件SIMION进行仿真,探究电极电压、透镜结构、电极结构等对离子传输的影响并进行优化,获取相关参数研究规律,为微尺度质谱仪的研制提供设计依据。

基于蒙特卡洛法溅射离子泵泵腔结构研究

采用蒙特卡洛方法对溅射离子泵腔抽气通道内的气体流动规律进行数值模拟。建立了不同溅射离子泵结构的几何模型,计算了气体分子在不同泵腔结构中进出比例,分析了腔结构对反流量的影响,得到了抽气组件在不同泵腔结构中的抽气效率,探讨各种类型腔结构的抽气特点;最后计算了舱体高度对抽气性能的影响。结果表明:在相同条件下,I型泵腔结构抽气性能最好,T型泵腔结构次之,双侧型泵腔结构抽气性能最差。