本發明專利技術公開了一種紫外增強污染材料測量裝置，屬于空間應用技術領域。所述裝置包括：液氮瓶、液氮冷凝層、真空紫外燈、樣品臺、石英晶體微量天平、高真空插板閥、分子泵、機械泵和真空室。所述裝置采用真空紫外與真空污染設備相結合，提供了結合空間紫外輻射效應的模擬材料污染效應的裝置，能夠很好地模擬空間環境效應。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種紫外增強污染材料測量裝置，屬于空間應用
技術介紹
在航天器運行過程中，其上材料會分解出小分子形成污染云圍繞在航天器周圍，并可能會凝結于航天器的表面。部分敏感表面(比如光學鏡頭、熱敏表面等等)會受到這種小分子污染的影響。為了避免這種污染對航天器的影響，研究人員使用地面試驗對材料進行監測篩選。但是，空間中還存在有各種環境效應，比如紫外、原子氧等等，而現行的地面試驗是僅僅將污染效應與溫度這個單一效應聯系，并沒有結合多種空間效應。因此迫切需要開發穩定、可靠的適合于測試紫外增強污染的方法。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種紫外增強污染材料測量裝置，所述裝置采用真空紫外與真空污染設備相結合，提供了結合空間紫外輻射效應的模擬材料污染效應的裝置，能夠很好地模擬空間環境效應。本專利技術的目的由以下技術方案實現一種紫外增強污染材料測量裝置，所述裝置包括液氮瓶、液氮冷凝層、真空紫外燈、樣品臺、石英晶體微量天平(QCM)、高真空插板閥、分子泵、機械泵和真空室；其中，液氮冷凝層包覆在真空室外，液氮瓶與液氮冷凝層相連，機械泵通過閥門與分子泵相連，分子泵與真空室相連，機械泵還通過閥門與真空室直接相連；石英晶體微量天平置于真空室內，真空紫外燈安裝于真空室側壁上，真空紫外燈與石英晶體微量天平處于同一水平高度，保證真空紫外燈能夠直射石英晶體微量天平，石英晶體微量天平與真空紫外燈的距離為300mm ;樣品臺安裝于真空室側壁上，伸入真空室的一端開有通孔，且樣品臺含有加熱裝置；所述真空紫外燈為提供波長為10 200nm的紫外光源。一種采用所述紫外增強污染材料測量裝置的測量方法，步驟如下(I)將樣品放入樣品臺中，打開機械泵，打開高真空插板閥，對真空室抽真空；(2)待真空室真空度達到I X ICT1Pa后，打開分子泵，繼續對真空室抽真空；(3)待真空室真空度達到3X10_3Pa后，打開樣品臺的加熱裝置，打開真空紫外燈；(4)待樣品臺的溫度達到50°C 150°C后，使用液氮瓶對冷凝層通入液氮，對真空室進行冷凝；石英晶體微量天平開始工作，使石英晶體微量天平保持在25V，開始冷凝后6 48h之間讀取石英晶體微量天平的示數，即所述天平晶體的頻率差；(5)讀數結束后，關閉樣品臺加熱裝置，關閉真空紫外燈；(6)關閉高真空插板閥，關閉分子泵，關閉機械泵；通過以上步驟即得到紫外輻照下材料出氣污染實際增強的效應；所述樣品為非金屬材料；步驟(4)所述樣品臺的加熱溫度優選為125°C ;讀數時間優選為開始冷凝24h后。原理如下材料樣品在加熱作用下逸出小分子，即為污染小分子，污染小分子通過樣品臺的通孔進入真空室后，在石英晶體微量天平上凝結，同時通過真空紫外燈對石英晶體微量天平進行輻照，即可得到紫外輻照下材料出氣污染實際增強的效應。有益效果(I)本專利技術所述裝置采用真空紫外與真空污染設備相結合，提供結合空間紫外輻射效應的模擬材料污染效應的裝置。 (2)本專利技術所述裝置中的真空紫外燈提供的光波段為10 200nm，并未包含產生熱量的可見光以及紅外波段，更好地模擬了空間環境下的實際光源。(3)本專利技術所述裝置在凝結部分設計溫控QCM，進一步控制了凝結溫度，試驗過程中將使QCM保持在25°C (航天器常見溫度)，用于凝結污染分子，更好地模擬航天器表面凝結污染分子，解決了紫外輻照后因為溫度問題而無法獲得可凝揮發物的問題。(4)本專利技術所述裝置中的液氮冷凝層可以將多余污染分子粘附，避免了部分多余小分子污染物遭到真空室內壁的反射后造成的誤差。附圖說明圖I本專利技術所述裝置的結構示意圖；其中，I一液氮瓶、2—液氮冷凝層、3—真空紫外燈、4一樣品臺、5—石英晶體微量天平、6—高真空插板閥、7—分子泵、8—機械泵、9 一真空室。具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例來詳述本專利技術，但不限于此。實施例I如圖I所示，一種紫外增強污染材料測量裝置，所述裝置包括液氮瓶I、液氮冷凝層2、真空紫外燈3、樣品臺4、石英晶體微量天平5 (QCM)、高真空插板閥6、分子泵7、機械泵8和真空室9 ；其中，液氮冷凝層2包覆在真空室9外，液氮瓶I與液氮冷凝層2相連，機械泵8通過閥門與分子泵7相連，分子泵7與真空室9相連，機械泵8還通過閥門與真空室9直接相連；石英晶體微量天平5置于真空室9內，真空紫外燈3安裝于真空室9側壁上，真空紫外燈3與石英晶體微量天平5處于同一水平高度，保證真空紫外燈3能夠直射石英晶體微量天平5，石英晶體微量天平5與真空紫外燈3的距離為300mm ;樣品臺4安裝于真空室9側壁上，伸入真空室9的一端開有通孔，且樣品臺4含有加熱裝置；所述真空紫外燈3為提供波長為10 200nm的紫外光源。一種采用所述紫外增強污染材料測量裝置的測量方法，步驟如下(I)將樣品放入樣品臺4中，打開機械泵8，打開高真空插板閥6，對真空室9抽真空;(2)待真空室9真空度達到I X ICT1Pa后，打開分子泵7，繼續對真空室9抽真空；(3)待真空室9真空度達到3X10_3Pa后，打開樣品臺4的加熱裝置，打開真空紫外燈3 ；(4)待樣品臺4的溫度達到125°C后，使用液氮瓶I對冷凝層通入液氮，對真空室9進行冷凝；石英晶體微量天平5開始工作，使石英晶體微量天平5保持在25°C，冷凝24h后讀取石英晶體微量天平5的示數，即所述天平晶體的頻率差；(5)讀數結束后，關閉樣品臺4加熱裝置，關閉真空紫外燈3 ;(6)關閉高真空插板閥6，關閉分子泵7，關閉機械泵8 ；通過以上步驟即得到紫外輻照下材料出氣污染實際增強的效應；所述樣品為非金屬材料；原理如下 材料樣品在加熱作用下逸出小分子，即為污染小分子，污染小分子通過樣品臺4的通孔進入真空室9后，在石英晶體微量天平5上凝結，同時通過真空紫外燈3對石英晶體微量天平5進行輻照，即可得到紫外輻照下材料出氣污染實際增強的效應。本專利技術包括但不限于以上實施例，凡是在本專利技術精神的原則之下進行的任何等同替換或局部改進，都將視為在本專利技術的保護范圍之內。權利要求1.一種紫外增強污染材料測量裝置，其特征在于所述裝置包括液氮瓶(I)、液氮冷凝層(2)、真空紫外燈(3)、樣品臺(4)、石英晶體微量天平(5)、高真空插板閥(6)、分子泵(7)、機械泵(8)和真空室(9)； 其中，液氮冷凝層(2 )包覆在真空室(9 )外，液氮瓶(I)與液氮冷凝層(2 )相連，機械泵(8)通過閥門與分子泵(7)相連，分子泵(7)與真空室(9)相連，機械泵(8)還通過閥門與真空室(9)直接相連；石英晶體微量天平(5)置于真空室(9)內，真空紫外燈(3)安裝于真空室(9)側壁上，真空紫外燈(3)與石英晶體微量天平(5)處于同一水平高度，保證真空紫外燈(3)能夠直射石英晶體微量天平(5)，石英晶體微量天平(5)與真空紫外燈(3)的距離為300mm ;樣品臺(4)安裝于真空室(9)側壁上，伸入真空室(9)的一端開有通孔，且樣品臺(4)含有加熱裝置。2.根據權利要求I所述的一種紫外增強污染材料測量裝置，其特征在于所述真空紫外燈(3)為提供波長為10 200nm的紫外光源。3.一種采用權利要求I所述紫外增強污染材料測量裝置的測量方法，其特征在于所述方法步驟如下 (1)將樣品放入樣品臺(4)中，打開機械泵(8)，打開高真空本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種紫外增強污染材料測量裝置，其特征在于：所述裝置包括：液氮瓶（1）、液氮冷凝層（2）、真空紫外燈（3）、樣品臺（4）、石英晶體微量天平（5）、高真空插板閥（6）、分子泵（7）、機械泵（8）和真空室（9）；?其中，液氮冷凝層（2）包覆在真空室（9）外，液氮瓶（1）與液氮冷凝層（2）相連，機械泵（8）通過閥門與分子泵（7）相連，分子泵（7）與真空室（9）相連，機械泵（8）還通過閥門與真空室（9）直接相連；石英晶體微量天平（5）置于真空室（9）內，真空紫外燈（3）安裝于真空室（9）側壁上，真空紫外燈（3）與石英晶體微量天平（5）處于同一水平高度，保證真空紫外燈（3）能夠直射石英晶體微量天平（5），石英晶體微量天平（5）與真空紫外燈（3）的距離為300mm；樣品臺（4）安裝于真空室（9）側壁上，伸入真空室（9）的一端開有通孔，且樣品臺（4）含有加熱裝置。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊青，楊生勝，王鹢，薛玉雄，郭興，莊建宏，田海，石紅，
申請(專利權)人：中國航天科技集團公司第五研究院第五一〇研究所，
類型：發明
國別省市：
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