80 mn霍尔推力器空心阴极寿命试验

全方位解析霍尔开关原理电路及失效检测霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，常用于检测磁场信号。

它由霍尔元件、电源电路和输出电路组成。

霍尔元件是其核心部件，其内部有一片半导体材料，正常情况下无磁场作用时，霍尔元件上电流为零。

但当有外部磁场作用时，霍尔元件上就会产生电势差，进而引起霍尔元件内部电流的变化，从而实现磁场信号的检测。

霍尔开关的原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。

电源电路可以为霍尔元件提供所需的电源供电，通常为直流电源。

输出电路用于检测霍尔元件产生的电流变化，并将其转换为可用的输出信号。

通常情况下，输出电路由一个比较器和一个开关组成，当霍尔元件上的电流变化达到一定阈值时，比较器会触发并输出一个高电平信号，从而驱动开关动作。

在实际应用中，霍尔开关主要用于检测磁场信号。

当有磁场接近霍尔元件时，磁场线会穿过霍尔元件的半导体材料，从而改变霍尔元件内部的载流子活动情况，最终导致霍尔元件上的电流变化。

根据霍尔电流的变化情况，可以判断磁场的方向和强度。

除了磁场信号的检测，霍尔开关还可以用于实现电流和电压的检测。

例如，可以将霍尔开关连接在电路中的电流回路上，通过检测霍尔电流的变化来判断电路中的电流大小和方向。

类似地，霍尔开关也可以用于检测电路中的电压情况，通过检测霍尔电流的变化来判断电压的大小和极性。

失效检测是霍尔开关的一项重要功能，主要用于检测霍尔开关是否正常工作。

常见的失效检测方法包括电源电压检测、输出电路检测和灵敏度检测。

电源电压检测主要用于检测霍尔开关电源电压是否在正常范围内，以保证霍尔元件正常供电。

输出电路检测主要用于检测输出电路的工作情况，通常通过检测输出信号的变化来判断。

灵敏度检测主要用于检测霍尔开关对磁场信号的敏感程度，可以通过改变外部磁场的强度和方向来测试。

总之，霍尔开关是一种基于霍尔效应工作的磁敏传感器，其原理电路包括霍尔元件、电源电路和输出电路。

它可以用于检测磁场信号、电流和电压。

空间电推进的技术发展及应用张伟文;张天平【摘要】近日，由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统（LIPS-200）（其束流直径为200mm）地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h，开关机3000次，具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。

另外，航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h，这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平，将全面迈入工程应用阶段，能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。

【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】8页(P1-8)【作者】张伟文;张天平【作者单位】兰州空间技术物理研究所;兰州空间技术物理研究所【正文语种】中文近日，由中国空间技术研究院兰州空间技术物理研究所自主研制的中国首个卫星用离子电推进系统（LIPS-200）（其束流直径为200mm）地面寿命及可靠性试验累计工作时间达到6000h，开关机3000次，具备确保卫星在轨可靠运行15年的能力。

另外，航天推进技术研究院上海空间推进研究所的霍尔电推进技术也取得了重大突破—80mN霍尔推力器的空心阴极长寿命试验突破18000h，这标志着我国自主研制的电推进系统达到了国际先进水平，将全面迈入工程应用阶段，能够满足我国通信卫星系列平台的发展需求。

1 引言电推进又称为电火箭，它是把外部电能转换为推进剂喷射动能的火箭类型。

根据把电能转换为推进剂动能的工作原理，电推进可分为电热型、静电型、电磁型、新型四大类，目前，同属静电类型的离子电推进和霍尔电推进的技术最成熟、应用也最广泛。

由于突破了传统化学推进喷射动能受限于推进剂化学内能的约束，电推进很容易实现比化学推进高一个量级的比冲性能。

在航天器上应用高比冲推进系统可以节省大量推进剂，从而增加航天器有效载荷、降低发射质量、延长工作寿命等。

专利名称：一种霍尔推力器加速寿命试验方法
专利类型：发明专利
发明人：毛威,扈延林,沈岩,吴朋安,吴楠,李胜军,臧娟伟,胡大为,吴耀武,山世华,解舫,杨健,陈君,李栋
申请号：CN201910223978.7
申请日：20190322
公开号：CN110058097A
公开日：
20190726
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种霍尔推力器加速寿命试验方法，属于霍尔推力器的性能测试技术领域。

该方法对霍尔推力器进行一段短时间的实际点火试验，在此过程中测量多个不同时刻的放电通道壁面轮廓，根据放电通道壁面侵蚀速率公式，反求出这一段时间的离子源参数，再根据壁面侵蚀速率公式和离子源参数外推出下一段长时间的放电通道壁面轮廓，用机械加工的方法去除壁面材料，使放电通道的壁面轮廓达到预测的轮廓。

采用实际点火试验与模型外推指导下的机械加工去除壁面材料交替迭代直至霍尔推力器放电通道壁面被侵蚀完，将试验时间和预测时间累积得到推力器的寿命。

申请人：北京控制工程研究所
地址：100080 北京市海淀区北京2729信箱
国籍：CN
代理机构：中国航天科技专利中心
代理人：张丽娜
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开关寿命测试标准随着科技的不断进步，开关作为电气设备中一种常见的元件，广泛应用于各个领域。

无论是家用电器还是工业设备，开关都扮演着至关重要的角色。

因此，为确保开关的稳定性和可靠性，开关寿命测试变得尤为重要。

本文将介绍开关寿命测试的标准和要求，以保障开关产品的质量。

一、测试目的和背景开关寿命测试的主要目的是评估开关的可靠性和稳定性，以确保其在长时间使用中的性能不受损害。

通过测试，可以准确评估开关的使用寿命，并为设计、生产和销售提供科学依据。

此外，开关寿命测试还有助于指导厂家改进产品的质量，提高产品的竞争力。

二、测试标准和要求（一）国际标准目前，国际上广泛采用的开关寿命测试标准包括IEC 61058-1:2020《非自励型电动家用电器控制装置 - 第1部分：一般要求》和IEC 60669-1:2020《低电压开关设备和控制设备 - 第1部分：通用要求》。

这些标准规定了开关寿命测试的具体方法和要求，涵盖了开关的电气性能、机械性能和可靠性等方面。

（二）国内标准中国国家标准委员会也针对开关寿命测试进行了相应的标准制定。

其中，GB 9144-2008《电动工具上使用的手动开关的额定电流不超过16A》和GB 14048.1-2016《低压开关设备和控制设备第1部分：一般规定》是国内较为常用的标准。

这些标准对开关寿命测试的方法、参数和要求进行了明确规定，以确保产品的质量和可靠性。

（三）测试要求开关寿命测试的主要要求包括以下几个方面：1. 选用适当的测试设备：根据标准规定，选择合适的测试设备进行开关寿命测试，确保测试结果的准确性和可靠性。

2. 合理设置测试环境：在测试过程中，保持恒定的温度和湿度条件，以模拟真实使用环境，确保测试的可比性和准确性。

3. 确定合理的测试周期：根据产品的使用寿命要求和标准规定，确定合理的测试周期，确保产品在长期使用中的性能稳定性。

4. 记录测试数据和结果：对每次测试进行详细记录，包括测试时间、测试参数以及测试结果等信息，以便后续分析和评估。

电推进系统空心阴极产品试验技术张天平;刘乐柱;贾艳辉【摘要】空心阴极是电推进系统可靠性和工作寿命关键部件,空心阴极产品的研制在很大程度上依赖于阴极试验技术的支持.在介绍空心阴极试验分类和试验设备的基础上,从性能试验、验收和鉴定试验及寿命验证试验等方面讨论了电推进系统空心阴极的产品试验技术.【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2010(036)001【总页数】5页(P58-62)【关键词】空心阴极;电推进;鉴定试验;寿命试验【作者】张天平;刘乐柱;贾艳辉【作者单位】兰州物理研究所,甘肃,兰州,730000;兰州物理研究所,甘肃,兰州,730000;兰州物理研究所,甘肃,兰州,730000【正文语种】中文【中图分类】V439.40 引言空心阴极是离子和霍尔电推进系统的关键部件。

电推进技术发展和电推进系统应用的实践证明，空心阴极不仅对电推进系统的工作效率和可靠性具有重要影响，而且也是电推进系统长寿命和高可靠的最主要限制因素[1～5]。

最近10多年，美国在千瓦级电推进空心阴极技术方面获得了突破性进展，深空一号离子推力器空心阴极在空间飞行累计工作达到16kh以上[6]，其备份推力器阴极地面试验累计寿命达到30kh以上[7,8]。

电推进空心阴极的研制仍然未能摆脱对试验技术的强烈依赖[9]，空心阴极产品更是要通过一系列严格的鉴定试验和验收试验，才能被应用于空间飞行航天器电推进系统。

从空心阴极的试验分类、试验设备及产品试验技术等三个方面介绍电推进系统应用空心阴极产品的试验技术。

1 试验分类与试验设备1.1 试验分类电推进空心阴极一般都带触持极，主要目的是降低阴极部件腐蚀和点火电压（功率）。

模拟电推进系统空心阴极工作情况的试验系统基本组成如图1，试验需要加热器、触持极、点火及阳极4个电源，阳极可以是对实际推力器上阳极的模拟，也可以是对中和器情况等离子体电位虚拟表面的模拟。

从结构形式上，可以把空心阴极试验分为三种类型：(1)二极结构类型试验。

专利名称：一种离子推力器加速寿命试验方法专利类型：发明专利
发明人：李贺,顾左,郭德洲
申请号：CN202010491912.9
申请日：20200602
公开号：CN111649912A
公开日：
20200911
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种离子推力器加速寿命试验方法，包括：每个栅极的相同位置处具有加速件替换区，去除加速件替换区的栅极材料，形成加速孔；在每个加速孔处连接遮蔽加速孔的加速件；在每个加速件上进行打孔以形成与原加速件替换区一一对应的引出孔；将带有加速件的栅极抛光、钝化后组装成带有加速件的离子光学系统；对带有加速件的离子光学系统进行加速寿命试验，对不带有加速件的原离子光学系统进行寿命试验，分别得到相应的溅射刻蚀含时曲线；确定加速因子；根据加速因子及针对待测离子推力器测得的带有加速件的离子光学系统寿命，确定待测离子推力器的离子光学系统寿命。

本发明解决了离子推力器地面寿命全周期考核历时久、耗资大的问题。

申请人：兰州空间技术物理研究所
地址：730013 甘肃省兰州市城关区渭源路97号
国籍：CN
代理机构：北京亿次方科创知识产权代理有限公司
代理人：吕晓蓉
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80 mN霍尔推力器空心阴极寿命试验乔彩霞;张岩;康小录;余水淋【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2014(040)004【摘要】我国的多个GEO卫星平台即将采用电推进系统完成轨道保持任务,其中比冲为1 600s的80 mN霍尔推力器是国际公认的最适合完成该项任务的推力器,也是目前国外卫星和深空探测器应用最广的电推力器.为满足15年GEO卫星寿命要求,80 mN霍尔推力器必须达到7500h和8 000次点火的寿命指标.空心阴极作为霍尔推力器的重要组件,其寿命和点火次数必须达到相应的指标.为此,上海空间推进研究所开展了80 mN霍尔推力器空心阴极的寿命试验,试验采用模拟推力器阳极的三极管工作方式进行.截止2013年8月上旬,试验件1完成10 322 h寿命试验(含4 549次点火),试验件2完成24 248次加热器热循环试验.空心阴极的寿命已经达到任务要求,两个试验件的放电电压、触持极电压和点火时间等性能指标变化很小,目前试验还在持续进行中.【总页数】6页(P11-15,49)【作者】乔彩霞;张岩;康小录;余水淋【作者单位】上海空间推进研究所,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112;上海空间推进研究所,上海201112【正文语种】中文【中图分类】V439+.4-34【相关文献】1.霍尔推力器寿命实验和计算分析 [J], 张志远;田杨;王平阳;吴建军2.霍尔推力器加速通道－空心阴极耦合区物理研究进展 [J], 孟天航;宁中喜;于达仁3.LHT40低功率霍尔推力器放电特性试验 [J], 陈新伟;李贺;顾左;高俊;郭宁;王尚民;赵勇;冯杰;史楷;蒲彦旭4.我国电推力器空心阴极寿命达国际先进水平 [J], 杭文5.变工况下自励磁模式LHT-60霍尔推力器放电特性试验研究 [J], 陈新伟;高俊;顾左;郭宁;王尚民;史楷;王倩楠;杨三祥;高军;耿海因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟离子发动机空心阴极寿命预测(1)空心阴极是离子发动机的心脏，其寿命直接决定离子发动机系统的寿命。

目前，国际上离子发动机的地面验证寿命已经从10000h 扩展到30000h,飞行验证已经达到16000h。

针对我国15 年寿命的通讯卫星南北位置保持的使命，在考虑备份的情况下, 空心阴极寿命可靠寿命应该达到10000h 以上。

在实验研究的基础上，进行空心阴极寿命预测,并根据预测结果优化研制方案，可较大幅度降低空心阴极研制成本，提高研制效率。

本文结合兰州物理研究所3500h 空心阴极寿命实验结果,对空心阴极寿命进行了预测研究。

1、试验装置及方法1.1、空心阴极兰州物理所设计的空心阴极的结构参数在08 年投稿在真空技术网中20cm 氙离子发动机空心阴极3000h 寿命试验一文已经详细说明。

该空心阴极的发射体采用LaB6 材料制成。

发射体内径2mm, 长度8mm,外径4mm。

LaB6 的突出特点是抗中毒能力强，其抗中毒阈值比传统的钡钨阴极高2~3 个数量级。

LaB6 在600℃以下，不会与空气发生反应，可长期在大气环境中储存。

基于以上特点，LaB6 空心阴极应用于离子发动机可带来两方面益处，其一，可降低对离子发动机工质纯度的要求，其二，可大幅放松离子发动机储存对环境的要求。

因此，LaB6 空心阴极已经引起国内外的重视。

1.2、试验条件及程序寿命试验在兰州物理研究所Ts1000 设备的真空室中进行，试验采用三极管结构。

三极管结构的详细参数已经详细叙述。

试验过程开始前，首先将真空室本底抽至8 乘以10-4Pa；然后，向阴极管中通入Xe 气，阴极加热器加电，当发射体被加热到1800K 以上时，触持极加800V 高压，实现空心阴极点火；点火成功后，开启阳极电源，从空心阴极中引出电流，这时，阴极加热器断电，阴极实现自持放电。