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1、中国空间科学技术Feb.252016Vo.l36No.194-102ChineseSpaceScienceandTechnologyISSN1000-758XCN11-1859/Vhttp:∥zgk.jcast.cnDOI:10.3780/.jissn.1000-758X.2016.0016μ-PPT等离子体电子密度氢光谱诊断技术王尚民1,张家良2,*,张天平1,冯杰1,郑茂繁1,黄永杰11.兰州空间技术物理研究所,兰州7300002.大连理工大学,大连116024摘要:为了能够表征推进剂烧蚀产物的有效加速度及推进剂利用率
2、,需要更准确地测量等离子电推力器(PPT)内等离子体的基础状态参数(电子密度、电子温度),提出了基于光谱线Stark加宽分析,提高PPT放电通道内等离子体电子密度诊断精度的一种方法。针对来自于推进剂的C原子谱线,测量线型函数和半高全宽(FWHM),可以计算电子密度,但要求等离子体电子密度需足够高。当电子密度低于1016-3,此方案的测量可靠性便显著降低。为此,提出了通过向放电空间引入cm微量含氢气体作为示踪剂,测量H原子谱线线型和半高全宽进而诊断电子密度的技术方案。相比于C原子谱线诊断方案,氢方案可以大幅度提高电子密度测量
3、下限至1013-3,因此能够显著改cm进电子密度测量准确性和可靠性。关键词:电子密度;Stark展宽;H原子谱线分析;等离子体电推力器;高精度测量中图分类号:V439+.2/4文献标识码:AAdiagnosticschemeforelectrondensityinμ-PPTplasmausingHStarkbroadening1,ZHANGJialiang2,*,ZHANGTianping1,FENGJie1,ZHENGMaofan1,WANGShangmin1HUANGYongjie1.Lanzhouinstituteo
4、fPhysics,Lanzhou730000,China2.DalianUniversityofTechnology,Dalian116024,ChinaAbstract:Amethodofelectrondensitymeasurementinsidedischargechannelofpulsed-plasmathruster(PPT)withhigheraccuracywasproposed,basedonStarkbroadeningspectrumanalysis.Bymeasuringthelineprofil
5、eandtheful-lwidthathal-fmaximum(FWHM)ofCatomspectrumemittedbyPPTplasma,theelectrondensitycanbecalculated.Butthisrequiresadequatehighelectrondensity.If16-3,theaccuracyofdiagnosisisdramaticallydecreased.theelectrondensityislowerthan10cm收稿日期:2015-11-12;修回日期:2015-12-1
6、0;录用日期:2016-01-18;网络出版时间:2016-02-2413:34:07网络出版地址:http:∥www.cnk.inet/kcms/detail/11.1859.V.20160224.1334.006.html基金项目:兰州空间技术物理研究所自主研发项目(YSC0714)作者简介:王尚民(1986-),男,工程师,wangshangmin2008@163.com*通讯作者:张家良(1967-)男,教授,zhangjl@dlu.tedu.cn,主要研究方向为电推进等离子体诊断引用格式:王尚民,张家良,张天平,
7、等.μ-PPT等离子体电子密度氢光谱诊断技术[J].中国空间科学技术,2016,36(1):94-102.WANGSM,ZHANGJL,ZHANGTP,etal.Adiagnosticschemeforelectrondensityinμ-PPTplasmausingHStarkbroadening[J].ChineseSpaceScienceandTechnology,2016,36(1):94-102(inChinese).王尚民,等:μ-PPT等离子体电子密度氢光谱诊断技术95Therefore,atinyHtrac
8、erbasedonHatomspectrumofthelineprofileandtheful-lwidthathal-fmaximumwasproposedtomeasuretheelectrondensity.Comparingwiththeconventionalmethod,itcanimpro
