一种微纳米粒子群测速系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微纳米粒子群测速系统，属于粒子测速领域。
【背景技术】
[0002] 地面高速撞击试验是评估航天器材料和空间碎片防护结构的性能的重要手段，主 要是通过轻气炮发射的毫米级弹丸来模拟空间碎片。空间碎片撞击航天器的速度范围为 1~15km/s，因此轻气炮发出弹丸的速度是影响地面高速撞击试验结果准确性的重要参数 之一。
[0003] 现有多种粒子测速方法：
[0004] 高速摄影法是根据相邻两帧图像中粒子的位移及拍摄间隔时间来确定粒子的速 度；
[0005] 粒子动态分析仪是运用多普勒频移和多普勒相位差原理进行粒子速度测量；
[0006] 粒子图形测速仪利用计算机处理两帧图像上的微粒位移，结合激光脉冲的时间间 隔，计算得到粒子的速度；
[0007] 电子探针法是将两根电子探针以一定距离先后布置在弹丸飞行轨道上，利用捕捉 到的两次接触信号的时间差和两根探针间的距离来计算出弹丸的速度；
[0008] 磁感应测速法是在弹丸飞行弹道上布置两组或两组以上磁体和线圈感应装置，当 弹丸通过时，根据感应信号的时间差和感应装置的间距便可计算出弹丸速度；
[0009] X射线测速法是弹丸先后通过两支X射线拍摄区，弹丸遮挡X射线时将弹丸投影在 各自底片上，同时两次闪光时刻以及根据位移计算弹丸速度；
[0010] 空间粉尘是由大量微纳米粒子群组成，空间粉尘撞击航天器的太阳能电池板后， 会影响太阳能电池板的性能。在地面模拟空间粉尘高速撞击试验时，由于微纳米粒子群 粒径小、速度高、数量大而不易捕捉信号，现有的粒子测速方法无法测得微纳米粒子群的速 度。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是为了解决现有的粒子测速方法无法测量微纳米粒子群速度的问 题，提出了一种微纳米粒子群测速系统。
[0012] 本发明所述的一种微纳米粒子群测速系统，它包括一号丝网装置1、二号丝网装置 2、三号丝网装置3、丝网装置固定架、信号触发器4和示波器5 ;
[0013] -号丝网装置1的两个接线端分别与信号触发器4的一号输入端的内线和外线连 接，二号丝网装置2的两个接线端分别与信号触发器4的二号输入端的内线和外线连接，三 号丝网装置3的两个接线端分别与信号触发器4的三号输入端的内线和外线连接，信号触 发器4的输出端与示波器5连接；
[0014] 所述一号丝网装置1、二号丝网装置2和三号丝网装置3平行设置，且等高、等间 距、竖直固定于丝网装置固定架上。
[0015] 本发明所述的一种微纳米粒子群测速系统，在微纳米粒子群运动的轨道上依次设 置有一号丝网装置1、二号丝网装置2和三号丝网装置3, 一号丝网装置1的两个接线端分 别与信号触发器4的一号输入端的内线和外线连接，二号丝网装置2的两个接线端分别与 信号触发器4的二号输入端的内线和外线连接，三号丝网装置3的两个接线端分别与信号 触发器4的三号输入端的内线和外线连接，信号触发器4的输出端与示波器5连接；
[0016] 当微纳米粒子群与丝网接触时，高速运动的微纳米粒子群撞断丝网，丝网装置与 信号触发器形成的闭合回路中断，信号触发器接收到断路信号，信号触发器将接收到的断 路信号转换为电压信号并传递给示波器，示波器的信号波形会发生变化；
[0017] 在微纳米粒子群依次通过一号丝网装置1、二号丝网装置2、三号丝网装置3的过 程中，信号触发器接收到三次断路信号，发出三次电压信号，示波器信号波形变化三次，记 录信号波形第一次变化的时刻为，第二次变化的时刻为t2，第三次变化的时刻为t3;
[0018] 所述一号丝网装置1、二号丝网装置2和三号丝网装置3平行设置，且等高、等间 距、竖直固定于丝网装置固定架上，因此一号丝网装置1与二号丝网装置2的间距S12等于 二号丝网装置2与三号丝网装置3的间距S23;
[0019] 所述高速运动的微纳米粒子群经过s12的平均速度b ，所述高速运动的微 纳米粒子群经过S23的平均速度匕3 = 在测速开始前，将待测试的材料板与三号丝网 装置3水平平行等高放置，使其间距尽可能小，V23即可视为是微纳米粒子群撞击材料板的 瞬时速度；
[0020] 因微纳米粒子群在高速运动中受到阻力，V23小于V12，取V12与V23的差M=V12_V23， 重复上述测速过程N次，计算出M的平均值~1^即为每次测速过程中得出的两个平均速度 的均差；
[0021] 如果一次试验中，V12-V23<MN，可确认V23为微纳米粒子群撞击到材料板的有效瞬 时速度。
[0022] 本发明所述的一种微纳米粒子群测速系统，丝网装置能够有效地捕捉微纳米粒子 群，信号触发器将断路信号转换为电压信号，示波器接收电压信号后波形产生变化，记录两 次波形变化的时刻并作差，即为微纳米粒子群通过相邻的两个丝网装置所用的时间，并利 用激光测距仪测量相邻的两个丝网装置的间距，可计算出微纳米粒子群的速度，本发明所 述的一种微纳米粒子群测速系统的原理简单，易于实现，测量结果精度高。
【附图说明】
[0023] 图1是实施方式一所述的一种微纳米粒子群测速系统结构示意图；
[0024] 图2是实施方式二中的丝网边框的结构示意图；
[0025] 图3是实施方式四中的丝网装置固定架的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]
【具体实施方式】一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述的一种微纳米粒子 群测速系统，它包括一号丝网装置1、二号丝网装置2、三号丝网装置3、丝网装置固定架、信 号触发器4和示波器5 ;
[0027] -号丝网装置1的两个接线端分别与信号触发器4的一号输入端的内线和外线连 接，二号丝网装置2的两个接线端分别与信号触发器4的二号输入端的内线和外线连接，三 号丝网装置3的两个接线端分别与信号触发器4的三号输入端的内线和外线连接，信号触 发器4的输出端与示波器5连接；
[0028] 所述一号丝网装置1、二号丝网装置2和三号丝网装置3平行设置，且等高、等间 距、竖直固定于丝网装置固定架上。
【具体实施方式】 [0029] 二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一所 述的一种微纳米粒子群测速系统的进一步限定，一号丝网装置1、二号丝网装置2和三号丝 网装置3结构相同，一号丝网装置1包括丝网9和丝网边框10,丝网边框10为矩形，且丝网 边框10采用绝缘材质