可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置制造方法
【專利摘要】本發明為一種可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，包括記錄板、軟磁記錄材料微粒、加熱板和支架。記錄板上涂有低軟化點或低熔點，但常溫下為固體的記錄層。加熱板安裝在支架上，加熱板上布有加熱以及震動裝置。記錄時軟磁記錄材料在記錄前均勻撒布在記錄板上，軟磁記錄材料在電推力器電磁場和加熱板震動作用下按磁感應線形狀排布，然后加熱板加熱記錄板，使記錄層軟化變成液態，軟磁記錄材料便在重力作用下嵌入到記錄層中，記錄層冷卻固化后就可視化記錄并保存了磁感應線形狀。本發明具有測量方便，記錄形式直觀，可用于安裝在測試工位上的電推力器磁感應線形狀測量等優點。
【專利說明】可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及航天器電推力器的靜態磁場的磁感應線形狀的可視化測量，適用于霍爾推力器、離子推力器等在研制和產品檢驗時的磁感應線形狀測量，以檢驗磁感應線形狀設計的準確性。
【背景技術】
[0002]目前衛星、深空探測器等航天器已廣泛使用高比沖的電推力器。正確的磁感應線形狀和強度設計是霍爾推力器、離子推力器等電推力器高效工作的前提。磁場測量是用于檢驗磁場設計效果的重要途徑。目前電推力器磁場一般采用安裝在移動機構上的磁強計進行測量，磁強計通過移動機構移動到被測區域內某一坐標，測量在該坐標點的磁感應強度，通過測量被測區域內不同點的磁感應強度，再通過軟件將這些離散點上的磁感應強度數據進行綜合和圖形化處理，即可獲得該測量區域的磁感應線形狀和強度分布。
[0003]這種磁感應線形狀測量方式，存在如下問題:
[0004](1)需要對測得的磁感應強度和坐標數據進一步進行處理才能得到磁感應線形狀圖，不直觀；
[0005](2)需要采用復雜的三維磁場測量裝置；
[0006](3)測得的是離散坐標下的磁感應強度值，如果測量步距過大，可能會遺漏掉重要的磁感應線形狀特征；
[0007](4)需要將電推力器放置到三維磁場測量裝置上才能進行測量，難以用于安裝在真空艙內，進行點火和性能實驗前后的電推力器的在位磁感應線形狀測量，因此難以及時反應電推力器在試驗前后的磁感應線形狀變化情況；
[0008](5)為了避免磁強計測量時誤碰到電推力器，造成電推力器或磁強計損壞，測量時需要留出足夠的安全距離，因此可能會漏測掉靠近推力器壁面的磁場數據，造成測得的磁感應線形狀不完整。
【發明內容】
[0009]針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種用于可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置。
[0010]根據本發明提供的一種可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，括記錄板、軟磁記錄材料微粒、加熱板、支架；
[0011]記錄板上涂有低軟化點或低熔點(例如40?1001 )，但常溫下為固體的記錄層，記錄層上撒布有軟磁記錄材料微粒；所述低軟化點，是指軟化點不超過記錄板但高于室溫；所述低熔點，是指熔點不超過記錄板但高于室溫；
[0012]記錄板放置在加熱板上，加熱板由支架支撐；
[0013]加熱板上設置有加熱裝置、震動裝置；
[0014]震動裝置用于使記錄板小幅度振動，使軟磁記錄材料微粒重新排布，記錄電推力器磁感應線形狀；
[0015]加熱裝置用于將記錄板上的記錄層熔化或軟化，使軟磁記錄材料微粒在重力的作用下沉浸到熔化或軟化的記錄層中，待軟磁記錄材料微粒充分排列和沉浸到記錄層中后停止加熱，使記錄板恢復常溫。
[0016]優選地，軟磁記錄材料微粒為鐵粉。
[0017]優選地，軟磁記錄材料微粒為鐵屑或鐵粉。
[0018]優選地，記錄層顏色不同于軟磁記錄材料微粒，記錄層由加熱板加熱后，溫度升高至軟化溫度或熔點，由固體變為流質，記錄板上安放的記錄磁感應線形狀的軟磁記錄材料微粒會在重力作用下陷入流質中，當記錄層溫度恢復到室溫后，軟磁記錄材料微粒就被固化在記錄層中，起到可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的作用。
[0019]優選地，加熱裝置為布置在加熱板內部的加熱用的雙絞加熱絲或者水管，通過加熱絲通電或給水管通熱水的方式進行加熱，使加熱板溫度升高，并將熱量傳給記錄板，從而使記錄層變為流質。
[0020]優選地，記錄層的材料為52號或54號石蠟。
[0021]與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果:
[0022](1)裝置簡單易用，記錄形式直觀，直接獲得磁感應線形狀圖形；
[0023](2)記錄的磁感應線形狀可長期保存；
[0024](3)記錄的磁感應線形狀以記錄板為載體，便于和同一電推力器的其他工況或設計方案的磁感應線形狀圖進行比較；
[0025](4)可用于安裝在真空測試設備中的電推力器的磁感應線形狀的測量，如在不拆卸電推力器的前提下，進行電推力器點火和性能實驗前后的磁感應線形狀測量，及時反應電推力器在試驗前后的磁感應線形狀變化情況；
[0026](5)記錄時不存在移動部件，不會誤碰到電推力器，安全可靠；
[0027](6)記錄時記錄板可緊靠電推力器壁面，可測量靠近電推力器壁面的磁感應線形狀數據，確保磁感應線形狀的完整性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征、目的和優點將會變得更明顯:
[0029]圖1為可視化記錄并保存磁感應線形狀的記錄裝置。
[0030]圖2為記錄前已撒布磁記錄材料的記錄板。
[0031]圖3為記錄裝置放置到電推力器內部，準備進行磁感應線形狀記錄的狀態。
[0032]圖4為已經可視化記錄并保存磁感應線形狀的記錄板。
[0033]圖5為記錄裝置已完成磁感應線形狀的可視化和保存的狀態。
[0034]圖6為采用雙絞加熱絲進行加熱的加熱板。
[0035]圖7為采用熱水進行加熱的加熱板。
[0036]圖8為采用震動電機實現震動的加熱板。
[0037]圖中:
[0038]1一可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置；
[0039]2—記錄板；
[0040]3—軟磁記錄材料微粒；
[0041]4—加熱板；
[0042]5—支架；
[0043]6—電推力器；
[0044]7一記錄板基板；
[0045]8—記錄層；
[0046]9一加熱板基板；
[0047]10—雙絞加熱絲；
[0048]11 一加熱板的加熱水管；
[0049]12—加熱板震動電機。
【具體實施方式】
[0050]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。
[0051]本發明為一種用于可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，主要結構包括記錄板2、軟磁記錄材料微粒3、加熱板4和支架5。軟磁記錄材料微粒3撒布在記錄板2上，記錄板2上涂有低軟化點或低熔點，但常溫下為固體(如石蠟)的記錄層。加熱板4安裝在支架5上，加熱板4上布有加熱用的雙絞加熱絲或水管，以及震動裝置，通過加熱絲通電或給水管通熱水的方式進行加熱，因此不會產生足以改變電推力器磁感應線形狀分布的磁場，確保測量的準確性。記錄板用于放置軟磁記錄材料微粒并利用軟磁記錄材料微粒顯示、可視化保存點推力器磁感應線形狀。在記錄裝置放置到測試區域后，震動裝置以一定頻率和較小幅度震動加熱板和記錄板，使記錄板上的軟磁記錄材料微粒在磁場和震動的作用下重新排布，以顯示磁感應線形狀
[0052]當測量電推力器磁感應線形狀時，將均勻撒上軟磁記錄材料微粒3的記錄板2放在加熱板4上，加熱板4水平伸入電推力器內部需要測量磁感應線形狀的區域，然后電推力器磁線圈通電產生磁場，加熱板震動裝置通電工作，使記錄板2小幅度振動，軟磁記錄材料微粒3會在震動和磁場的作用下重新排布，記錄電推力器磁感應線形狀，接著震動裝置停止工作，加熱板加熱，將記錄板上的記錄層熔化或軟化，軟磁記錄材料微粒3在重力的作用下會沉浸到熔化或軟化的記錄層中，等待足夠時間，使軟磁記錄材料微粒3充分排列和沉浸到記錄層中后停止加熱，使記錄板2恢復常溫。記錄板2恢復常溫后，記錄板2便將記錄磁感應線形狀的軟磁記錄材料微粒3固定在記錄層中，實現磁感應線形狀的可視化記錄。
[0053]記錄板2完成記錄后可從記錄裝置上取下，單獨保存，需要再次記錄磁感應線形狀時，可換上新的、撒布上軟磁記錄材料3的記錄板2，也可繼續采用原有已經記錄磁感應線形狀的記錄板(此時不需要再次撒布軟磁記錄材料
[0054]下面對本發明的優選的【具體實施方式】做進一描述。
[0055]【具體實施方式】一(記錄層為52度石蠟)
[0056]該實施方式中作為記錄裝置的記錄板采用的記錄層材料為石蠟。石蠟具有低軟化點(如52號、54號石蠟的軟化點分別為521、541 )的特點，在加熱到軟化點溫度以上，會熔化成液態。
[0057]需要進行磁感應線形狀記錄時，將在記錄層上均勻撒布磁記錄材料的記錄板置于加熱板上，然后將記錄裝置放置到電推力器需要將記錄磁感應線形狀的區域。電推力器磁線圈通電產生磁感應線，然后加熱板震動，這時記錄層上鋪放的直徑小于0.5皿的鐵粉磁記錄材料在電推力器磁場和加熱板震動的雙重作用下顯示磁感應線形狀，接著加熱板加熱，使記錄板上的石蠟軟化成液態，已經記錄磁感應線形狀的鐵粉會在重力作用下沉到液態的記錄層中，然后加熱板停止加熱，電推力器磁場停止通電，記錄層的液態石蠟會重新變成固態，而鐵粉會固化在石蠟中，從而可視化記錄了磁感應線形狀，并以很直觀的方式進行了保存。
[0058]【具體實施方式】二(加熱板利用雙絞加熱絲加熱)
[0059]該實施方式中作為記錄裝置的加熱板采用通以一定電流的雙絞加熱絲進行加熱。雙絞加熱絲的加熱功率足以使記錄板的記錄層軟化成液態。加熱絲可嵌入在加熱板基板中，也可位于加熱板下部。加熱板如果導線通電加熱的原理進行加熱，由于導線通電后會產生一定強度的磁場，會和電推力器的磁場疊加，影響磁記錄材料的重新排布，可能會導致記錄的磁感應線形狀和電推力器原本的磁感應線形狀產生較大差異，引起較大記錄誤差甚至記錄的磁感應線形狀沒有參考價值。因此，利用雙絞線這種互相纏繞形式的加熱絲來加熱，可將雙絞線中電流產生的電磁場互相抵消，從而不對電推力器本身的磁場造成影響，從而準確記錄電推力器的磁感應線形狀。相互纏繞的雙絞加熱絲之間相互絕緣，防止短路現象。
[0060]【具體實施方式】三(加熱層利用熱水加熱)
[0061]該實施方式的記錄裝置的加熱板采用通以熱水的加熱水管進行加熱。熱水溫度高于記錄層的軟化溫度，已足以使記錄層軟化成液態。加熱板的加熱水管可嵌入在加熱板基板中，也可位于加熱板基板下部。利用熱水來加熱，不會產生額外的磁場，因此不會對電推力器本身的磁場造成影響，從而準確記錄電推力器的磁感應線形狀。
[0062]【具體實施方式】四(加熱板利用震動電機震動)
[0063]該實施方式的記錄裝置的加熱板采用震動電機實現加熱板的震動，以提供記錄板上軟磁記錄材料重新按電推力器磁感應線形狀排布、使磁感應線可視化所需的震動力。震動電機位于加熱板基板的下部，位置可根據需要的震動效果進行調整。
[0064]以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變形或修改，這并不影響本發明的實質內容。
【權利要求】
1.一種可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，包括記錄板、軟磁記錄材料微粒、加熱板、支架； 記錄板上涂有低軟化點或低熔點、但常溫下為固體的記錄層，記錄層上撒布有軟磁記錄材料微粒；所述低軟化點，是指軟化點不超過記錄板但高于室溫；所述低熔點，是指熔點不超過記錄板但高于室溫； 記錄板放置在加熱板上，加熱板由支架支撐； 加熱板上設置有加熱裝置、震動裝置； 震動裝置用于使記錄板小幅度振動，使軟磁記錄材料微粒重新排布，記錄電推力器磁感應線形狀； 加熱裝置用于將記錄板上的記錄層熔化或軟化，使軟磁記錄材料微粒在重力的作用下沉浸到熔化或軟化的記錄層中，待軟磁記錄材料微粒充分排列和沉浸到記錄層中后停止加熱，使記錄板恢復常溫。
2.根據權利要求1所述的可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，軟磁記錄材料微粒為鐵粉。
3.根據權利要求1所述的可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，軟磁記錄材料微粒為鐵屑。
4.根據權利要求1所述的可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，記錄層顏色不同于軟磁記錄材料微粒，記錄層由加熱板加熱后，溫度升高至軟化溫度或熔點，由固體變為流質，記錄板上安放的記錄磁感應線形狀的軟磁記錄材料微粒會在重力作用下陷入流質中，當記錄層溫度恢復到室溫后，軟磁記錄材料微粒就被固化在記錄層中，起到可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的作用。
5.根據權利要求1所述的可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，加熱裝置為布置在加熱板內部的加熱用的雙絞加熱絲或者水管，通過加熱絲通電或給水管通熱水的方式進行加熱，使加熱板溫度升高，并將熱量傳給記錄板，從而使記錄層變為流質。
6.根據權利要求1所述的可視化記錄并保存電推力器磁感應線形狀的記錄裝置，其特征在于，記錄層的材料為52號或54號石蠟。
【文檔編號】G01R33/12GK104375101SQ201410588787
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月28日 優先權日:2014年10月28日
【發明者】杭觀榮, 康小錄, 趙震, 梁偉 申請人:上海空間推進研究所