CN110662335A - 一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其包括准直管头部、准直管、过渡杆、壳体上层、壳体下层、电磁屏蔽层、绝缘层；其中整体结构长宽尺寸均不超过40毫米，中心测量孔通道直径5毫米，设置多个安装通孔；过渡杆与壳体采用圆弧面配合，过渡杆与准直管采用螺纹连接，壳体与电磁屏蔽层和绝缘层之间采用螺钉压紧。该结构的连接简单可靠，同轴性好，能够减少速度选择仪的电磁场耦合误差，提高测量精度。

Description

一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构
技术领域
本发明属于电推进等离子体测量领域，涉及一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构。
背景技术
电推进是一类利用电能对推进剂电离加速从而获得推力的推进方式，目前在航天器的轨道控制、深空探测和星际航行中都有很好的应用前景。而在电推力器中，有很多种推力器的等离子体羽流中的离子速度都可以通过速度选择仪(EXB探针的一种)进行诊断。
速度选择仪诊断离子速度的关键部分电磁场区域在入口和出口处存在着电磁场衰减梯度不匹配，即耦合误差。这种耦合误差会导致离子在经过电磁场入口区域时发生偏转，对测量结果带来较大的***误差。
发明内容
本发明的主要目的在于设计一种平衡速度选择仪电磁场耦合误差的结构，通过一种机械结构的配合来满足中心孔通道的无轴式旋转。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，包括准直管头部、准直管、过渡杆、壳体上层、壳体下层、电磁屏蔽层、绝缘层；其中整体结构长宽尺寸均不超过40毫米，中心测量孔通道直径5毫米，设置多个安装通孔；过渡杆与壳体采用圆弧面配合，过渡杆与准直管采用螺纹连接，壳体与电磁屏蔽层和绝缘层之间采用螺钉压紧。
进一步的，过渡杆与壳体之间通过圆弧面配合，可转动24度的角度范围，不会对离子准直性带来***误差。
进一步的，壳体上层和壳体下层之间的凹槽深度大于过渡杆的高度。
进一步的，过渡杆与准直管采用可拆卸式的螺纹连接。
进一步的，采用无轴式旋转结构，解决了速度选择仪端部电磁场非均匀性的问题。
本发明的优点在于：
1、该结构设计通过曲面配合的方式，实现中心通道无轴式旋转，解决了速度选择仪端部电磁场非均匀性的问题。
2、通过壳体上下扣合方式，可以保证通过机械连接控制位置精度和加工精度，简单可靠。
3、通过过渡杆与壳体下层圆弧表面间隙配合的方式，保证过渡杆与壳体相对转动时仍然有较好的同轴度。
4、壳体上层有弧形孔，与过渡杆上的螺纹孔配合满足过渡杆旋转后的位置可以通过螺栓及时固定。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1(a)-1(c)为用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构的装配图和轴测图。
图2为离子运动轨迹仿真图。
图中：1.壳体上层；2.过渡杆；3.壳体下层；4.电磁屏蔽层；5.绝缘层；6.准直管(一节)；7.准直管头部。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1(a)-1(c)所示，一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，包括壳体上层1、过渡杆2、壳体下层3、电磁屏蔽层4、绝缘层5、准直管(一节)6、准直管头部7。如剖视图所示，准直管头部与准直管以及准直管之间、准直管与过渡杆之间均采用螺纹连接，连接简单可靠，同轴性好。
过渡杆与壳体之间要保持同轴转动，需要同时保证位置精度高、同轴性好和摩擦力小，考虑加工上的难度，将壳体分成上下两层壳体设计，上下层之间的凹槽深度大于过渡杆的高度，由此带来的好处有：1.分层设计加工难度大大降低；2.分层设计可采用先壳体下层后过渡杆最后壳体上层的方式安装，安装方便；3.上下层之间的凹槽深度大于过渡杆的高度可以保证过渡杆与壳体之间不承受螺钉的预紧力，减少整体结构转动时的摩擦力。壳体与过渡杆之间采用圆弧面配合以及圆弧槽与圆弧凸台配合，可转动24度的角度范围，在任意角度内，可以保证从入口入射的离子在不被偏转的情况下不会被所阻挡，对离子准直性不会带来***误差。同时壳体上层有圆弧孔设计，与过渡杆上的螺纹孔配合可以在旋转结束时固定旋转位置。
本发明的结构设计的理论依据为离子在仪器中运动时，在端部会由于电磁场变化梯度不相等，使得离子受力不平衡发生偏转，其运动受力图如图2所示。前端为准直管区，中间为电磁场区，尾端为采集区。电磁场区中存在细长的均匀电磁场区域，而在端部电磁场衰减梯度不同，使得离子发生偏转，因此需要在准直管与电磁场区域之间添加一个旋转结构，保证离子在电磁场区域运动角度沿轴线方向。
上述仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其特征在于：包括准直管头部、准直管、过渡杆、壳体上层、壳体下层、电磁屏蔽层、绝缘层；其中整体结构长宽尺寸均不超过40毫米，中心测量孔通道直径5毫米，设置多个安装通孔；过渡杆与壳体采用圆弧面配合，过渡杆与准直管采用螺纹连接，壳体与电磁屏蔽层和绝缘层之间采用螺钉压紧。
2.根据权利要求1所述的一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其特征在于：过渡杆与壳体之间通过圆弧面配合，可转动24度的角度范围，不会对离子准直性带来***误差。
3.根据权利要求1所述的一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其特征在于：壳体上层和壳体下层之间的凹槽深度大于过渡杆的高度。
4.根据权利要求1所述的一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其特征在于：过渡杆与准直管采用可拆卸式的螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于平衡速度选择仪端部电磁场非均匀性的结构，其特征在于：采用无轴式旋转结构，解决了速度选择仪端部电磁场非均匀性的问题。
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