一种离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115962728A(43)申请公布日2023.04.14(21)申请号202211463572.4(22)申请日2022.11.21(71)申请人兰州空间技术物理研究所地址730010甘肃省兰州市城关区高新飞雁街100号(72)发明人史楷耿海李兴坤顾左何非贾艳辉张文涛李贺孙明明(74)专利代理机构北京元理果知识产权代理事务所(普通合伙)11938专利代理师饶小平(51)Int.Cl.G01B11/16(2006.01)G06T7/00(2017.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法(57)摘要本申请涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，包括：步骤1：构建测量系统；步骤2：调试相机；步骤3：打开离子推力器开始工作，通过控制软件使三个相机同步进行拍摄，每隔30秒完成一次图像拍摄采集，并同步对拍摄采集的图像数据进行处理；步骤4：连续采集图像，并同步进行图像数据处理，直至离子推力器关机并冷却至室温；步骤5：根据连续采集图像的数据处理结果，计算得到离子推力器工作状态栅极微小形变测量的结果。本申请实现了同时对一组数据的多维度重复测量，提升了测试精度，保证了相机在真空、等离子体环境中的长时间连续工作，可对离子推力器全工作过程数据进行采集，提升测试的可靠性。CN115962728ACN115962728A权利要求书1/1页1.一种离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，基于三维数字图像散斑方法，包括如下步骤：步骤1：构建测量系统，将陶瓷探针安装于离子推力器栅极的测量位置，将离子推力器吊装在真空舱内，在离子推力器束流区外分别安装第一相机、第二相机和第三相机；步骤2：调试相机，在真空设备合仓前，对相机安装位置进行微调，每次连续拍摄10组静态照片，对图像数据进行处理，并计算位移值，当10组图像数据的位移值均小于10微米时，完成调试；步骤3：打开离子推力器开始工作，通过控制软件使三个相机同步进行拍摄，每隔30秒完成一次图像拍摄采集，并同步对拍摄采集的图像数据进行处理；步骤4：连续采集图像，并同步进行图像数据处理，直至离子推力器关机并冷却至室温；步骤5：根据连续采集图像的数据处理结果，计算得到离子推力器工作状态栅极微小形变测量的结果。2.根据权利要求1所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤1中，所述陶瓷探针包括圆柱段和球形区域，所述球形区域上喷涂有散斑图像。3.根据权利要求2所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，所述陶瓷探针安装在栅极表面的待测位置处，并且球形区域不被遮挡。4.根据权利要求3所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤1中，安装相机时，所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机之间的夹角均为120°，与所述陶瓷探针的距离都相等，并且三个相机镜头的光轴均通过所述陶瓷探针球形区域的圆心。5.根据权利要求4所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤1中，所述第一相机、所述第二相机和所述第三相机均设置在保护罩内，所述保护罩采用耐溅射金属材料制成，所述保护罩壳体上还设置有冷却循环水系统，所述冷却循环水系统的入口温度≤15℃。6.根据权利要求5所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤2中，进行相机调试，对拍摄的图像进行数据处理时，选取陶瓷探针球形区域中心位置的像素点作为图像的种子点，子图像区域不大于球形区域所覆盖的像素区域，搜索方法为采取遍历陶瓷探针球形区域所覆盖区域的全部像素。7.根据权利要求1所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤3中，每次进行图像拍摄采集时，选取两个相机的图像为一组数据，共获得三组数据。8.根据权利要求7所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤3中，同步对拍摄采集的图像数据进行处理时，对每组数据依次采用滤波处理、整像素匹配以及亚像素计算的方式进行处理，数据处理结束后，将三组数据的处理结果进行比较，如果三组数据的处理结果之间的差值小于10um，则为有效数据。9.根据权利要求8所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤4中，按照步骤3中的图像采集处理方式，连续采集多组有效数据，直至离子推力器关机并冷却至室温。10.根据权利要求9所述的离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法，其特征在于，步骤5中，计算多组有效数据的平均值，得到离子推力器工作状态栅极微小形变测量的结果。2CN115962728A说明书1/4页一种离子推力器工作状态栅极微小形变测量方法技术领域[0001]本申请涉及测量技术领域，具体