中国空间科学技术

›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (5): 47-.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0075

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霍尔推力器在轨羽流图像诊断方法

 胡俊锋, 杨鑫勇, 仲小清, 黄涛, 魏立秋, 于达仁   

  1. 1哈尔滨工业大学先进动力研究所，哈尔滨150001
    2中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094
  • 收稿日期:2017-05-04 修回日期:2017-08-21 出版日期:2017-10-25 发布日期:2017-09-12

AmethodofimagediagnosisforinorbitHallthrusterplume

 HU  Jun-Feng, YANG  Xin-Yong, ZHONG  Xiao-Qing, HUANG  Tao, WEI  Li-Qiu, YU  Da-Ren   

  1. 1HarbinInstituteofTechnology，InstituteofAdvancedPower，Harbin150001，China
    2InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China
  • Received:2017-05-04 Revised:2017-08-21 Published:2017-10-25 Online:2017-09-12

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摘要： 为便于霍尔推力器羽流在轨诊断测量，文章提出了一种基于光谱诊断衍生出来的图像诊断方法。首先对推力器羽流进行光学图像采集，然后提取出能够反映羽流不同谱段光强信息的红绿蓝三通道数据；同时结合相机成像原理分析，得到不同通道的像素点灰度值与羽流光谱强度的对应关系；并且基于光谱碰撞辐射模型，建立了羽流图像计算模型。研究结果表明，利用图像诊断方法计算得到的羽流区电子温度和离子密度分布规律均与探针试验结果相吻合，计算的相对不确定度分别约为20%和15%，说明了该诊断方法精度适中，具有较高的可靠性，适用于在轨诊断霍尔推力器羽流等离子体参数。

关键词: 霍尔推力器, 羽流, 图像诊断, 光谱辐射强度, 灰度

Abstract: AnimagediagnosismethodbasedonthespectrumdiagnosiswasproposedtofacilitatetheinorbitdiagnosismeasurementofHallthrusterplume.Firstly，theRGBdatareflectingthespectralradiationintensityofdifferentwavelengthrangewasextractedfromtheplumeimagephotographedbythecamera.Basedontheanalysisofthecameraimagingprinciple，thecorrespondencebetweentheimagegrayvalueandspectralintensitywasdeduced.Thentheplumeimagediagnosismodelwasestablishedcombinedwiththespectralcollisionradiationmodel.Theexperimentalresultsshowthatthedistributionoftheelectrontemperatureandiondensityintheplumeregioncalculatedbytheimagediagnosismethodisinagreementwiththeresultsoftheprobemeasurement.Therelativeuncertaintyofthecalculatedresultsisabout20%and15%.Itisfurtherprovedthatthediagnosismethod，whichhasmoderateprecisionandhighreliability，issuitablefortheinorbitdiagnosismeasurementofHallthrusterplumeparameters.

Key words: Hallthruster, plume, imagediagnosis, spectralradiationintensity, grayvalue