为了有效抑制霍尔推力器羽流区低温等离子体的各种污染,改善其工作性能,有必要对其羽流区等离子体参数进行准确测量。常见的等离子体诊断方法中朗缪尔探针法由于其结构简单、操作方便等优点已得到了越来越多的应用。朗缪尔探针诊断法的关键在于如何准确获取探针的伏安特性曲线。而传统朗缪尔探针诊断通常采用的是逐点测量法,这种测量方法测量的时间较长,探针容易受到污染,抗干扰能力不强,再者人工读数也会带来较大的误差,伏安曲线容易失真。在数据分析处理方面,传统的数据处理方法是人工手动计算,处理结果依赖实验者对测量数据的选择,自动化程度低,数据处理周期长。本文针对传统的朗缪尔探针诊断系统在等离子体在数据采集和数据分析处理过程中存在的不足,开发了一套针对电推力器的朗缪尔探针全自动诊断系统。诊断系统由探针定位子系统,供电与数据采集子系统与数据处理子系统组成。探针定位子系统构建了探针机械定位系统硬件平台,实现诊断系统对探针的运动控制。诊断系统构建了供电与数据采集功能模块,通过诊断系统发送命令,实现被测等离子体的数据采集。论文研究了朗缪尔探针测试数据的处理方法,通过LabVIEW编程,诊断系统可以快速得到了电推力器羽流区等离子体的电子温度、电子数密度等参数,并实现了计算结果的图形显示和报表存储。此外,诊断系统加入S-G滤波,使系统测试曲线更加平滑,提高了系统的抗干扰能力。通过现场实验,利用所设计诊断系统实现了等离子体参数的准确、快速测量,并且从实验采集数据计算出的电子温度和离子密度等参数与上海某研究所给出的测试数据基本一致,从而验证了朗缪尔探针等离子体自动诊断系统的可行性与有效性。
