CN105277817B - 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 - Google Patents
一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105277817B CN105277817B CN201410342354.4A CN201410342354A CN105277817B CN 105277817 B CN105277817 B CN 105277817B CN 201410342354 A CN201410342354 A CN 201410342354A CN 105277817 B CN105277817 B CN 105277817B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- detection device
- satellite
- charge
- shell
- relay
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000007600 charging Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 6
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000008520 organization Effects 0.000 abstract description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 description 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 description 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000007786 electrostatic charging Methods 0.000 description 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星，包括：遮挡金属板、电荷收集板、绝缘环、探测装置外壳及继电器；其中所述遮挡金属板为片形结构，采用金属材料制成，安装在所述探测装置外壳上；所述电荷收集板为片形结构，采用金属材料制成，通过绝缘环安装在所述探测装置外壳上；所述电荷收集极通过导线与继电器相连，继电器受到控制电路控制；所述绝缘环为环状结构，安装在所述探测装置上，环形结构内表面有凹槽，凹槽尺寸与所述电荷收集板匹配；所述探测装置嵌入式安装在卫星表面，且所述探测装置的朝向太空方向没有遮挡。
Description
技术领域
本发明涉及卫星防护领域，尤其涉及一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星。
背景技术
卫星内部介质或不接地导体由于高能粒子作用，会形成类似地面静电带电的卫星深层充电，也即空间带电粒子在内部介质中累积，会造成介质内部电荷积累而形成内部不均与电场或者与周围的大电位差。当介质内部电场强度集中超过材料阈值或者与周围电压差超过阈值，便会造成卫星内部介质不同部分之间出现放电，即如地面的静电放电。静电放电会释放出来电流脉冲、电磁脉冲及热脉冲，电流脉冲和电磁脉冲都会直接或间接耦合进卫星电子学系统，干扰甚至伤害卫星安全。因此，需要在卫星上深层充电探测装置，用来探测卫星深层充电的危险程度，以便为卫星在轨管理和故障诊断提供依据。
目前，对于卫星深层充电的探测的方法也可以采取空间粒子能谱分析方法，也即利用半导体等传感器将空间粒子能谱进行精确测量，而后利用深层充电判据进行分析。这类方法，由于需要半导体等传感器，存在着设备仪器结构复杂和对卫星资源要求多的问题。
发明内容
本发明在于，为了克服上述问题，本发明提供一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星。
为了实现上述目的，本发明提供了一种卫星深层充电探测装置，所述装置包含：金属遮挡板1、敞口的外壳4、电荷收集板2和继电器5；所述金属遮挡板1位于外壳4的敞口处；所述电荷收集板2位于外壳4的内部，且该电荷收集板2与外壳4的底面平行放置；所述电荷收集板2与外壳4绝缘；
所述继电器5位于外壳4上，且该继电器5与电荷收集板2通过导线相连。
可选的，上述外壳4为圆筒结构或者为方体结构。
可选的，当外壳4为圆筒结构时，所述电荷收集板2的直径小于外壳4的内径，且通过绝缘环3将电荷收集板2放置在外壳4内部。
可选，上述继电器5放置在外壳4侧面或底板的内壁上；或所述继电器5放置外壳4侧面或底板的外壁上。
可选的，上述金属遮挡板1采用铝合金材料，且厚度为0.5mm。
可选的，上述电荷收集板2采用铝合金材料，且厚度为5.5mm。
此外，本发明还提供一种探测系统，该探测系统基于上述记载的探测装置，所述探测系统包含：探测装置和控制单元；所述控制单元用于控制探测装置包含的继电器5的断开或导通；所述探测装置用于当继电器关闭时测量卫星内部的深层充电情况。
可选的，上述控制单元包含：控制电路，前置放大器、成形电路、主放大器、峰保电路和卫星接口电路；所述控制电路的输出端与探测装置包含的继电器5相连，继电器5的输出端与前置放大器的输入端相连，前置放大器的输出端与成形电路的输入端相连，成形电路的输出端与主放大器的输入端相连，主放大器的输出端与峰保电路的输入端相连，峰保电路的输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输入输出端与卫星接口电路相连实现双向通信。
最后本发明还提供了一种内部嵌入上述记载的探测装置的卫星，和一种内部嵌入上述记载的探测系统的卫星。
本发明利用遮挡金属遮挡板模拟卫星蒙皮的阻挡低能量空间粒子效果，再利用金属电极对穿透遮挡金属遮挡板的空间带电粒子进行电荷收集，结合遮挡金属遮挡板和电荷收集板厚度参数并利用电荷收集板所测量到的电流值，就可以给出卫星深层充电的危险程度，本方法特别适合用于中高轨道的卫星。
与现有技术相比，本发明的卫星深层充电探测装置优点在于：可以实现对卫星深层进行探测，同时避免对于卫星平台部分提出过多要求从而降低应用范围。本发明的卫星深层充电探测装置具有相对结构简单、原理清晰、安装要求低的特点。其可以安装在中高轨道的各类卫星上，用于探测卫星深层充电。
附图说明
图1为本发明的一种深层充电探测装置在卫星位置示意图。
图2为本发明的卫星深层充电探测装置结构示意图。
图3为根据本发明的一个实施例的绝缘环示意图。
图4为根据本发明的一个实施例的绝缘环的A-A向剖面示意图。
图5为根据本发明的一个实施例的探测装置的电气实现原理框图。
附图标记
1、金属遮挡板 2、电荷收集板 3、绝缘环 4、外壳 5、继电器
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的卫星深层充电探测装置进行详细说明。
如图1和2所示，为解决用于卫星深层充电探测的空间粒子能谱测量方法的对卫星平台需求高的问题，本发明提供一种卫星深层充电探测装置，利用遮挡金属遮挡板模拟卫星蒙皮的阻挡低能量空间粒子效果，再利用金属电极对穿透遮挡金属遮挡板的空间带电粒子进行电荷收集，结合遮挡金属遮挡板和电荷收集板厚度参数并利用电荷收集板所测量到的电流值，就可以给出卫星深层充电的危险程度。
根据本发明的一个实施例的卫星深层充电探测装置包括：遮挡金属遮挡板1、电荷收集板2、绝缘环3、外壳(即探测装置外壳)4及继电器5；其中所述遮挡金属遮挡板1为片形结构，采用金属材料制成，安装在所述探测装置外壳4上；所述电荷收集板2为片形结构，采用金属材料制成，通过绝缘环3安装在所述探测装置外壳4上；所述电荷收集板2通过导线与继电器5相连，继电器受到控制电路控制；所述绝缘环2为卡槽结构，安装在所述探测装置上，结构内表面有凹槽，凹槽尺寸与所述电荷收集板2匹配。所述探测装置嵌入式安装在卫星表面，且所述探测装置的朝向太空方向没有遮挡。
根据本发明的一个实施例的卫星深层充电探测装置，其中，遮挡金属遮挡板1的厚度为0.5mm，厚度误差范围小于0.1mm。
根据本发明的一个实施例的卫星深层充电探测装置，其中，电荷收集板2的厚度为大于0.5mm，厚度误差范围小于0.1mm。
根据本发明的一个实施例的卫星深层充电探测装置，其中，电荷收集板2通过导线与继电器相连，其后连接峰值保持和放大线路。
根据本发明的一个实施例的卫星深层充电探测装置，其中，探测装置还包含卫星接口电路，用于与卫星总线进行数据通信。
在此实施例中，本发明的探测装置嵌入式安装在卫星表面，且所述探测装置的朝向太空方向没有遮挡。
在此实施例中，本发明的遮挡金属遮挡板1的厚度为0.5mm，采用铝合金材料，用于吸收能量小于350keV电子和能量小于8.7MeV的质子；并且厚度误差范围小于0.1mm，避免由于厚度误差大而造成分析结果误差过大。电荷收集板2的厚度为大于5.5mm，采用铝合金材料，用于吸收能量小于2.64MeV的电子和能量小于36.0MeV的质子所携带电荷；厚度误差范围小于0.1mm,尽量避免由于厚度误差而造成测量结果误差过大。
图3和4所示为根据本发明的一个实施案例的绝缘环结构图和剖面示意图，绝缘环结构用于隔离电荷收集板和圆筒，并同时固定电荷收集板。绝缘环的内表面结构为凹型用来固定电荷收集板，外表面为配合探测装置外壳的内表面结构和尺寸。
图5所示为根据本发明的一个实施例的探测装置的电气实现原理框图，其中虚线中的各个部件构成该探测装置。控制电路以一定的周期控制继电器的动作，继电器受到控制电路的控制周期性进行通断，在继电器导通的状态前置放大器收到电流脉冲信号进行转换放大，而后进行信号成形、再放大、峰值保持，而后信号被控制电路接收处理转发给卫星接口电路。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (10)
1.一种卫星深层充电探测装置，其特征在于，所述装置包含：金属遮挡板(1)、敞口的外壳(4)、电荷收集板(2)和继电器(5)；
所述金属遮挡板(1)位于外壳(4)的敞口处；
所述电荷收集板(2)位于外壳(4)的内部，且该电荷收集板(2)与外壳(4)的底面平行放置；所述电荷收集板(2)与外壳(4)绝缘；
所述继电器(5)位于外壳(4)上，且该继电器(5)与电荷收集板(2)通过导线相连。
2.根据权利要求1所述的卫星深层充电探测装置，其特征在于，所述外壳(4)为圆筒结构或者为方体结构。
3.根据权利要求1或2所述的卫星深层充电探测装置，其特征在于，当外壳(4)为圆筒结构时，所述电荷收集板(2)的直径小于外壳(4)的内径，且通过绝缘环(3)将电荷收集板(2)放置在外壳(4)内部。
4.根据权利要求1所述的卫星深层充电探测装置，其特征在于，所述继电器(5)放置在外壳(4)侧面或底板的内壁上；或
所述继电器(5)放置在外壳(4)侧面或底板的外壁上。
5.根据权利要求1所述的卫星深层充电探测装置，其特征在于，所述金属遮挡板(1)采用铝合金材料，所述金属遮挡板的厚度为0.5mm且厚度误差范围小于0.1mm。
6.根据权利要求1所述的卫星深层充电探测装置，其特征在于，所述电荷收集板(2)采用铝合金材料，所述电荷收集板的厚度为5.5mm且厚度误差范围小于0.1mm。
7.一种探测系统，该探测系统基于权利要求1-4任意一个权利要求记载的探测装置，其特征在于，所述探测系统包含：探测装置和控制单元；
所述控制单元用于控制探测装置包含的继电器(5)的断开或导通；
所述探测装置用于当继电器关闭时测量卫星内部的深层充电情况。
8.根据权利要求7所述的探测系统，其特征在于，所述控制单元包含：控制电路，前置放大器、成形电路、主放大器、峰保电路和卫星接口电路；
所述控制电路的输出端与探测装置包含的继电器(5)相连，继电器(5)的输出端与前置放大器的输入端相连，前置放大器的输出端与成形电路的输入端相连，成形电路的输出端与主放大器的输入端相连，主放大器的输出端与峰保电路的输入端相连，峰保电路的输出端与控制电路的输入端相连，控制电路的输入输出端与卫星接口电路相连，实现双向通信。
9.一种内部嵌入权利要求1-6中任意一条权利要求记载的探测装置的卫星。
10.一种内部嵌入权利要求7-8中任意一条权利要求记载的探测系统的卫星。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410342354.4A CN105277817B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410342354.4A CN105277817B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105277817A CN105277817A (zh) | 2016-01-27 |
| CN105277817B true CN105277817B (zh) | 2019-01-25 |
Family
ID=55147177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410342354.4A Expired - Fee Related CN105277817B (zh) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105277817B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108072795A (zh) * | 2016-11-16 | 2018-05-25 | 北京天工科仪空间技术有限公司 | 一种基于有限差分的卫星深层充电评估的电场计算方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3525384B2 (ja) * | 2001-06-29 | 2004-05-10 | アンデス電気株式会社 | イオン測定器 |
| JP5313136B2 (ja) * | 2006-07-20 | 2013-10-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 電磁放射線の検出器及び検出方法 |
| CN101232257A (zh) * | 2008-01-23 | 2008-07-30 | 王建明 | 天空电荷接收利用装置 |
| CN103018518B (zh) * | 2012-11-27 | 2015-06-10 | 中国航天科技集团公司第五研究院第五一〇研究所 | 一种监测航天器表面电位振动电容式传感器的布置与优化方法 |
| CN103904932B (zh) * | 2014-04-23 | 2015-12-30 | 东南大学 | 一种静电式振动能量收集器及其制作方法 |
-
2014
- 2014-07-17 CN CN201410342354.4A patent/CN105277817B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105277817A (zh) | 2016-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206096275U (zh) | 一种用于含离子流直流电场测量的传感器装置 | |
| CN102680804B (zh) | 闪电电场变化信号测量系统及方法 | |
| CN106249061B (zh) | 复合式独立电位传感器的直流合成场强测量装置及其方法 | |
| CN101470208A (zh) | 一种脉冲电子加速器纳皮安电子束流测量系统 | |
| CN102508281A (zh) | 一种空间电子的探测装置 | |
| WO2005088672A3 (en) | Focal plane detector assembly of a mass spectrometer | |
| CN102944753A (zh) | 一种空间高能电子和质子的探测方法 | |
| CN104535902A (zh) | 局部放电脉冲检测系统 | |
| CN104614648A (zh) | 一种电声联合直流局部放电检测装置 | |
| CN103257356A (zh) | 密封容器内氚浓度测量装置及其测量方法 | |
| CN104375012A (zh) | 一种闪电瞬态三维电场测试传感器 | |
| CN104914320B (zh) | 一种电磁耦合综合探测装置 | |
| CN105277817B (zh) | 一种卫星深层充电探测装置、系统及卫星 | |
| Zhan et al. | Motion characteristics of metal powder particles in AC GIL and its trap design | |
| CN103698679A (zh) | 一种空间单粒子烧毁效应在轨监测装置及方法 | |
| CN105527504A (zh) | 一种空间电荷密度测量系统 | |
| CN103267798A (zh) | 一种气体中高浓度氚测量装置及其测量方法 | |
| CN204631198U (zh) | 一种基于空中飞行平台的输电设备紫外放电检测装置 | |
| WO2014197102A3 (en) | Neutron radiation sensor | |
| CN105036065A (zh) | 一种基于射线的驻极体极化装置及其极化方法 | |
| CN105301466A (zh) | 一种可实现变压器综合局部放电检测的传感器 | |
| CN106816188B (zh) | 一种堆芯中子通量测量电路的保护方法 | |
| CN105242126B (zh) | 一种高轨道卫星静电放电监测装置 | |
| RU2418305C1 (ru) | Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка) | |
| RU2479829C1 (ru) | Устройство контроля герметичности элементов конструкции космического аппарата (ка) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 100190 No. two south of Zhongguancun, Haidian District, Beijing 1 Patentee after: NATIONAL SPACE SCIENCE CENTER, CAS Address before: 100190 No. two south of Zhongguancun, Haidian District, Beijing 1 Patentee before: NATIONAL SPACE SCIENCE CENTER, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190125 Termination date: 20210717 |