磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱及真空装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115856461A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202210906935.0(22)申请日2022.07.29(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人毛傲华徐风雨王志斌鄂鹏王晓钢李立毅(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211专利代理师张宏威(51)Int.Cl.G01R31/00(2006.01)G01R1/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱及真空装置(57)摘要磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱及真空装置，涉及等离子领域。为解决现有技术中存在的，用于磁重联研究的实验装置通常采用简化的具有对称性的磁场位形和等离子体分布，无法真实反映地球磁层顶三维磁重联的非对称结构特征的问题，本发明提供技术方案为：拟磁层顶三维非对称真空舱，包括：舱体、磁体线圈系统和磁体线圈支撑系统；的舱体包括：多个通孔，多个通孔分别用于作为进气孔、抽气孔、等离子体源孔、冷却系统穿舱孔、等离子体参数诊断孔和磁场诊断孔；磁体线圈系统包括地磁场线圈组和磁鞘线圈组，地磁场线圈组固定在真空舱内部底面，磁鞘线圈组穿过真空舱的底面并固定。适合应用于磁层顶三维非对称磁重联的地面模拟实验中。CN115856461ACN115856461A权利要求书1/1页1.磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱，其特征在于，所述真空舱包括：舱体、磁体线圈系统和磁体线圈支撑系统；所述的舱体包括：多个通孔，所述多个通孔分别用于作为进气孔、抽气孔、等离子体源孔、冷却系统穿舱孔、等离子体参数诊断孔和磁场诊断孔；所述磁体线圈系统包括地磁场线圈组和磁鞘线圈组，所述地磁场线圈组通过所述磁体线圈支撑系统固定在所述真空舱内部底面，所述磁鞘线圈组穿过所述真空舱的底面并固定。2.根据权利要求1所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱，其特征在于，所述磁鞘线圈组设置在所述真空舱内部靠近侧壁的位置、包括四个线圈，所述四个线圈轴线重合，沿所述真空舱高度方向设置；所述地磁场线圈组设置在所述真空舱内部底面中间位置、包括一个线圈，所述线圈与所述真空舱底面平行。3.根据权利要求1所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱，其特征在于，所述真空舱还包括：激励系统，所述激励系统用于激励所述地磁场线圈和磁鞘线圈。4.根据权利要求1所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱，其特征在于，所述真空舱还包括：支撑架，所述支撑架设置在所述真空舱的底面上，用于支撑所述真空舱。5.磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述装置包括：权利1‑4任意一项所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱；进气系统，用于通过所述进气孔控制所述真空舱内气压；真空系统，用于通过所述抽气孔降低所述真空舱内气压；等离子体源系统，用于通过所述等离子体源孔向所述地磁场线圈组发射射频波，在地磁场线圈周围产生等离子体球厚壳；冷却系统，用于通过所述冷却系统穿舱孔为所述磁体线圈系统降温；等离子诊断系统，用于通过所述等离子体参数诊断孔采集所述真空舱内等离子体关键参数的分布；磁场诊断系统，用于通过所述磁场诊断孔采集所述真空舱内的磁场位形；控制系统，用于对所述装置中的各系统发送控制指令。6.根据权利要求5所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述冷却系统为水冷冷却系统。7.根据权利要求5所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述真空舱上进气口有两个，所述进气系统通过两个进气口控制所述真空舱内气压。8.根据权利要求5所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述进气系统将所述真空舱内气压控制为10‑2Pa‑10Pa。9.根据权利要求5所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述等离子体诊断系统采集所述真空舱内等离子体关键参数的分布的方法为：通过非接触式的HCN干涉诊断与多道软X射线光谱诊断和接触式的静电探针阵列诊断三种方式。10.根据权利要求5所述的磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空装置，其特征在于，所述真空舱采用不锈钢材质。2CN115856461A说明书1/8页磁层顶三维非对称磁重联地面模拟真空舱及真空装置技术领域[0001]涉及空间环境模拟技术领域，具体涉及空间环境中的空间等离子体的模拟技术。背景技术[0002]空间等离子体是空间环境的重要组成部分，是影响航天器可靠运行最重要的环境因素之一。对空间等离子体环境的认知在空间科学和航天领域始终受到广泛关注。磁重联是空间等离子体环境中普遍存在的物理现象。[0003]目前，对空间等离子体基本物理过程的研究普遍依赖于