Name: 最適化、テストおよび小型ホールスラ スターの診断 (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-02-16T13:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 22 s
Description: 学ぶ 小型ホールスラスターの自動診断システムを用いた性能評価と最適化手法。シンガポール宇宙推進センターで開発されたハードウェア・ソフトウェア統合技術により、プラズマ損傷評価と長寿命化を実現します。

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ナノテクノロジー (アメリカ) の部品 OSTIn-SRP/EDB、国立研究財団 (シンガポール)、学術研究基金 AcRF 層 1 RP 6/16 (シンガポール)、およびジョージ ・ ワシントン研究所でこの仕事を受けました。I. l. では、学校の化学、物理学、機械工学、科学と工学部、クイーンズランド工科大学からの支援を認めています。

ここで推力の校正手順と性能評価のためのプロトコル、空間の原データ計測による null 測定と噴煙形状測定を介して独立した推力検証を提案します。
1. 推力校正手順と推力の性能評価
<ol><li>図 5に示すように、すべてのコンポーネントが商工会議所にインストールされていることを確認します。</li>
	<li>部屋を密閉する前に外部診断ツールの接続をテストします。</li>
	<li>商工会議所をシールするのに統合施設管理を使用します。</li>
	<li>ドライ ポンプからカスケード順に真空ポンプをオンに (商工会議所 1 に到達するまで Pa)、ターボ分子ポンプ (5 〜 10-4 Pa x それまで)、し、極低温ポンプ。 メモ: 型は左下の高真空ポンプに (< 〜 10-5 Pa) 空間環境をシミュレートします。プロトコルはここで一時停止することができます。</li>
	<li>商工会議所で無線のトランスポンダーとデバイスを同期に開発されたアプリを使用します。トランスポンダーの光-発光ダイオード (LED) の点滅が止まります同期プロセスは完了します。</li>
	<li>目的の掃除を取得すると、レーザー変位センサーを基準としての読書 (アナログ電圧) が初期を取る。</li>
	<li>開発したアプリを使用して、トリガー quadfilar ステージ上で力変換用 (銅のループの正確に知られており、校正の質量) の重量の低下します。 注: 各銅線の質量は、使用されている quadfilar の段階の目的の感度に依存します。この場合、各銅線の質量の拡張校正体制の 100 mg と 10 mg 細かい校正体制の順であった。詳細については、代表的な結果を参照してください。</li>
	<li>レコード質量を完全に下げた後にトリガーされたレーザ変位センサーとその重量から変位 (アナログ電圧) は、水平方向の力に変換されます。</li>
	<li>重みを下げると quadfilar ステージの変位の記録すべてのキャリブレーションの重みを展開するまでのプロセス (手順 1.7 および 1.8) を繰り返します。すべてのウェイト自動的に返されます平衡位置に校正ユニットでスラスターを解雇することができます前に、平衡の位置に到達する quadfilar ステージを許可するシーケンスが完了した後。校正係数を保存 (ファイル|付けて保存|"Factor.txt")。</li>
	<li>(MN/V) でキャリブレーション係数が力/電圧グラフの勾配は quadfilar ステージ上インストール システムのキャリブレーション係数は入手する較正曲線を描画します。</li>
	<li>スラスターを焼成前に再度レーザー変位センサーからベースラインのアナログ電圧を記録します。</li>
	<li>その場でアクティブにするを計算するための MATLAB プログラム式 3 (代表的な結果を参照してください) を使用して瞬時に推力し、1.9 の手順で派生したキャリブレーション係数を入力 (ファイル|オープン|"Factor.txt")。</li>
	<li>スラスターを再度発射し、ことができます。社内のデータ収集プログラムを使用してリアルタイムで目的のパラメーターをキャプチャします。 注: また、統合アプリケーション使用できますそれに応じて、モーターの作動シーケンスとセンサーからのデータ取得の同期中に校正プロセスを完全に自動化します。</li>
</ol>2. 独立した推力確認のため測定プロトコルは null します。
<ol><li>まず、平衡位置でスラスターの (レーザー変位センサー) からベースライン (アナログ電圧) 読書を取る。</li>
	<li>スラスター コントロール パネルから操作パラメーターを必要な値に切り替えるし、スラスターを発射します。</li>
	<li>スラスターを解雇すると、安定させるために quadfilar 振り子の振動を待ちます。</li>
	<li>後、quadfilar は、定常状態に安定させる、重量の低下をトリガーするのに null 計測システム用制御アプリケーションを使用します。レーザ式変位センサーからの測定値を同時にモニターします。重みは、quadfilar 段階は平衡に作動するまで継続的に下げています。</li>
	<li>平衡位置に達すると、作動シーケンスを終了し、平衡に戻る quadfilar システムをもたらすために必要な力を決定します。</li>
	<li>移動から quadfilar ステージを停止するストッパー ブロックをトリガーします。</li>
	<li>計算質量平衡にシステムをプルするために必要な水平力に対応します。</li>
</ol>3. 空間の原データのセンシングとプルームの形状測定ロボットの砲塔の駆動
注: スラスターの操作、オペレーターのプルーム特性の特定の場所を取得または自動化されたシーケンスをトリガーに必要な角度を手動でシステムを作動させるために選択可能性があります。
<ol><li>実験を開始する前に、(型の場合) のように移動ステージでスラスターをマウントします。</li>
	<li>ステージが実験中に作動することを防ぐために停止バー メカニズムをアクティブ化します。</li>
	<li>測定プロトコルとサーボをトリガー 0 ° の位置にプローブを作動させるためにモーター。</li>
	<li>プローブからの測定を取得します。 注: インストールされているプローブの種類に応じて測定プロセスは完全な空間プルーム放電のプロファイルを取得するためのプログラマブル順序に従って変更できます。(a) ファラデー プローブがマウントされている場合は、(-30 V のバイアスが継続的に適用されるガード リング) ソース メーターから読書は取られます。(b) ラングミュア プローブがマウントされている場合鋸歯状電圧波形は、プローブおよび I-V 特性が得られるし、解釈。(c) 場合、RPA がマウントされている鋸歯状電圧波形弁別のグリッドに適用および I-V 特性が得られるし、解釈。</li>
	<li>プローブ シーケンスが起動され、再度計測を行う、次の角の位置に移動する、マイクロ コント ローラーを使用してサーボ モーターをトリガーします。</li>
	<li>データ マトリックスで個別にマーキングされたアレイの測定値を保存します。</li>
	<li>3.5、3.6 完全スイープ 180 ° までの手順を実行すると、プローブが 0 ° に戻されます。</li>
	<li>保存されたデータを分析します。</li>
</ol>

著者は金融やその他の利害を宣言しません。

典型的なホール型スラスター44比較的簡単、安い、イオン流束数万 km/s、推圧を提供することの速度を加速する高効率のデバイスが必要の加速衛星および宇宙船工作、向き、位置および姿勢制御と軌道操作寿命の終わりに。衛星とその他の軌道ペイロード スラスター強化ミッション寿命ホールのアプリケーションは軌道変更と複数の衛星の形成/星座飛行を許可する、マルチ ミッション機能を有効にします。構造的に (図 13の回路図を参照)、ホール推進機は同軸チャンバ 1 つの側面に設置された陽極と陰極の出口の近くに配置します。簡単にイオンが比較的重い、Xe ガスは、ヨウ素など他の要素は、いくつかのケース45で使用される可能性はまだ通常、推進剤として用いられます。一連のコイルまたは磁石のシステムによって作成される magnetic field を保証室46の中央部の周り現在、電子ドリフトしながらイオン流束は陽極と陰極の間設定されている電界によって加速されます。この電...

宇宙産業に新たな関心が一部されて触媒による高効率な電気推進システム、ますます減らされた打ち上げで強化された配信ミッション機能コスト1,2,3。宇宙電気推進機器の多くの異なる種類が提案されている最近、空間に現代の関心でサポートされているテスト済み4,5,6,7,8探査9,10。その中で、格子点イオン11,12ホール型スラスター13,14能力の任意の化学スラスターを上回る、約 80% の高効率化を達成するための主要な関心の最も効率的な酸素-水素系などが効率が約 5000 m に限定/物理のプリンシパル s 法律15,16,17,18。
包括的で信頼性の高いテストは小型スペース スラスターの通常のプラズマパラ メーター測定のためのシステム制御・診断機器、真空設備 (ポンプ) 試験室は、試験設備の大きい複合体が必要です。19、および測定スタンドや他の多くを推力スラスター、電力供給システム、推進剤供給装置などの操作を維持補助装置の広い範囲20,21。また、別に効率に影響を与えるいくつかの単位から成っている典型的な空間推進スラスターと全体の寿命スラスト系と個別にもスラスター アセンブリ22の一部としてテストすることができます。 23。これは大幅テスト手順を複雑に、長いテスト期間24,25を意味します。スラスターの陰極部の信頼性だけでなく、スラスター別の推進体を使用する場合の操作は、特別な配慮26,27も必要です。
電気推進システムの性能を定量化し、宇宙ミッションの運用展開のためのモジュールを対象に地上試験リアルな空間のシミュレーションを可能にする設備環境が推進のマルチ スケールのテストのため必要単位28,29,30。このようなシステムの例は、宇宙推進センター-シンガポール (SPC S、図 1 ab)31に位置する大縮尺空間環境シミュレーション室です。このようなシミュレーション環境の開発、次のプライマリとセカンダリの考慮事項考慮する必要があります。主な懸念事項は内蔵の診断システムは、システムの性能評価の中に精密で正確な診断を提供する必要がこのように作成された宇宙環境する必要があります正確かつ確実に現実的なスペース環境をシミュレートできることです。セカンダリ懸念として模擬宇宙環境は高速にインストールを有効にする高度にカスタマイズする必要があります、高スループットの最適化テストに合わせてできる必要があります異なる推進力と診断モジュール、および環境のテスト、します。放電と複数のユニットの運用条件同時に。
宇宙環境シミュレータとポンプ設備
ここでは、2 つのシミュレーション施設 SPC S で実装されている小型電気推進システムでは、同様に統合されたモジュールのテストを示します。これらの 2 つの施設、スケールが異なるは、主に下記のとおりパフォーマンス評価の過程でさまざまな役割があります。
大型スペースチャンバ作動 (型)
型は 4.75 m (長さ) の寸法 × 2.3 m (直径)、タンデムで働く多数の大容量ポンプから成るスイート ポンプ真空。10-6ペンシルベニア州より低いベース圧力を達成することが真空制御読み出しとポンプ活性化/パージのシステムが避難し、商工会議所の削除するしています。ライン テスト設備を提供するために、多数のカスタマイズ可能なフランジ、電気フィードスルー、視覚診断舷窓それ装備です。これ、一緒に内部的には、マウントされている診断機能の完全スイートにより、マルチ モーダル診断の急速に変更します。型のスケールは、シミュレートされた環境でのアプリケーションのための完全に統合されたモジュールのテストもできます。
型 SPC S 主力宇宙環境シミュレーション施設です (図 1 c、d)。その大きさは、quadfilar ステージ上にマウントされたいくつかの U までの完全なモジュールのテストをことができます。この方法の利点は、スペースへのペイロードの原工作推進モジュールで異なるペイロードに影響方法のリアルタイムの可視化になるでしょう。これは、マウントをシミュレートされ、独自の quadfilar のペイロード全体の懸濁液推力計測プラットフォーム。スラスターを解雇し、ことができますとスラスター ペイロードと中断されたプラットフォームは、スペース条件に従って試験するでしょう。商工会議所の全面的な圧力変更されていないこと、したがって、現実的な宇宙環境32 を維持確保するため真空のスイートが効率的に電気推進モジュール経由でテスト環境を入力する推進剤ガス原料を送り出す、 ,33,34。また、電気推進システムは通常プラズマの生産関係し、推力35を生成するために、システムを終了する荷電粒子の軌跡の操作を悪用します。小規模シミュレーション環境で壁に料金やプラズマのシースの蓄積がパフォーマンスに影響する放電推進システムは、特に micropropulsion に近いのためのプラズマ-壁相互作用を通じて、典型的な推力値は、millinewtons の順です。したがって、特別な注意と強調する必要がありますを考慮し、このような要因の36からの貢献を過小評価されます。型の大型プラズマ-壁相互作用、無視、放電パラメーターのより正確な表現を与えると電気推進モジュール内のプルーム プロファイルの監視を有効にするレンダリングを最小限に抑えます。型は通常地上スペース資格の準備でテスト運用準備システムにスラスターのプロトタイプの迅速な翻訳を可能にする完全なモジュール評価およびシステム統合/最適化プロセスで使用されます。
スケール プラズマ宇宙環境シミュレータ (ピコ秒)
PSEC には 65 cm × 40 cm 100 × の寸法 cm、タンデム (ドライ真空ポンプ ・ ターボ分子・ クライオ真空ポンプ) で働く六つの高容量ポンプで構成され真空ポンプ スイート。ポンプ システム全体が動作すると 10-5 Pa より低いベース圧力を達成することは (すべてのポンプは、使用で)。監視する圧力及び噴射剤フロー統合マスフロー読み出しボックスと圧力計をリアルタイム。スラスターの耐久試験に、PSEC を主に採用します。スラスターは長時間の放電路とその寿命のプラズマ ダメージの影響を評価するために起動されます。さらに、図 2のように、この施設内で複雑なガス流量コント ローラー ネットワークにより陰極と陽極新規推進剤とスラスターの互換性との効果をテストするための他の原料推進薬の迅速な接続、後者は、スラスター性能の。これは「空気呼吸」電気スラスター操作中に新しいロケットを活用に取り組んでいる研究グループへの関心の高まりです。
統合された診断設備 (マルチ モーダル診断)
異なる統合診断設備、自動化された統合ロボット システム (放送 μ S)19、23、装備は PSEC と型で異なる規模や目的に応じて診断に対応するために 2 つのシステムのために開発されています。
PSEC の内蔵診断機能
PSEC の診断ツールは、本質的に拡張の操作を通じて放電のリアルタイム モニタ リングにかかっています。品質マネジメント システムは、放電中に材料のスパッタから生じる汚染物質種の設備内の残留ガスを監視します。これらの微量定量的、スラスターの寿命を推定するスラスターの電極と放電チャネルの侵食速度を評価する時間をかけて監視されます。光学放出分光計 (OES) は、電子機器からの銅など腐食による汚染物質種の電子遷移に対応するスペクトル線を監視することによってこの手順を補完します。OES は、プラズマの非侵襲的および質的スラスターの性能を評価するプルーム プロファイルのアクティブな監視もできます。最後に、リモート制御または完全自律モードに設定することができますロボット ファラデーのプローブを使用して、放電条件 (図 3) をパラメトリック変動を通してビームのコリメーションを最適化するプルーム プロファイルの簡単なスイープを派生します。
型の内蔵診断機能
同時にさまざまな診断のためのプラグおよび演劇のようインストールが可能、モジュラー デザインにより様々 な場所に複数のスラスター システムが搭載可能な型の物理的な空間の贅沢。図 4は、その最も顕著な恒久的なフィクスチャをされて完全に中断された quadfilar 推力の計測プラットフォームと、さまざまな構成で、型の内部の断面を示します。砲塔システム、自律制御型またはワイヤレス Android アプリがマイコンと Bluetooth モジュールを使用して、経由でマウントできますさまざまなプローブの取付けを通ってプルームの特性を得るためのスラスターを直面しているモジュラー方法でファラデーやラングミュア遅らせる潜在的なアナライザー (RPA)。また、図 4に示す、型の各種のプラズマパラ メーターの迅速な同時診断用スラスター システムの構成可能な取り付けを可能にすることです。スラスターは単一の列に縦方向に取り付けることができます、テストを迅速に、異なるスラスター システム間の相互作用を避けるために別の後に 1 つ。単一のインスタンスで最大 3 つの異なるモジュール評価の効率化が可能であれば、このように大幅避難中にダウンタイムを削減し、システムを個別にテストする場合それ以外の場合に必要なプロセスを削除済み。その一方で、このシステムは同一の衛星上の束が動作するスラスター アセンブリをテストするための貴重な機会です。スラスターは単一の列に縦方向に取り付けることができます、テストを迅速に、異なるスラスター システム間の相互作用を避けるために別の後に 1 つ。それは、大幅に避難中にダウンタイムを削減し、パージ システムを個別にテストする場合それ以外の場合に必要なプロセスの単一のインスタンスで最大 3 つの異なるモジュール評価に有効であるためにテストされています。
Micropropulsion システム正確にので推力を決定することが重要効率ηeffや特定の衝動などのパラメーターを私sp、従って正確では、依存性の信頼性の高い表現を与える推進剤流量方程式 1 および 2 に示すように、スラスターの異なる端末に供給される電力など様々 な入力パラメーターのスラスターの性能。明示的に、micropropulsion システムの性能評価は、通常様々 な動作パラメーターにシステムから発生する推力の測定を中心に展開します。したがって、システム性能評価は、宇宙環境診断および彼らの信頼性と精度19確保するテストで使用するためにインストールする前に一連の標準に従って校正する必要があります。
<img alt="量子効率方程式,ηeff=T²/2mP,光学系解析のための公式表現" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq1.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Equation 1">
<img alt="比衝撃方程式 \( I_{sp} = \frac{T}{mg} \) 式、推進力解析図。" src="/files/ftp_upload/58466/58466eq2.jpg" data-altupdatedat="1754922859000" data-alt="Equation 2">
典型的なシステムでは、推力測定単位が38テスト環境にインストールする前に、外部力校正が採用しています。しかし、このようなシステムは、校正基準の材料の特性に影響を与える宇宙環境、電気、真空を考慮しないし、熱のダイナミック コースに校正基準の劣化に影響を与えるスラスターの性能評価。図 5に示す無線自動校正ユニットは、他の一方で、スラスターが運用する前に模擬環境におけるシステムの in-situ 校正のためことができます。これはテスト環境の動的な効果のアカウントの測定ステージ上、前のスラスターの発砲システムの急速な再校正できます。システムはまた独立して推力を確認し対称モジュラー null 推力検証ユニットを備えています。それは作動するスラスターは、派生の in situ 解析の運用から与えられた推圧放電条件。全体のプロセスは MATLAB のアプリケーション、ハードウェアの最適化と推進システムの設計に焦点を当てることができますを介して行われます、そのようなシステムのテストを迅速化します。このメソッドの詳細については、次のサブセクションで詳しく説明でしょう。

<table><tbody><tr><td>Arduino</td>マイクロコントローラ<td>Arduino</td><td>Arduino Uno Rev 3</td><td></td></tr><tr><td>Bluetooth通信デバイス</td><td>SG Botic</td><td>WIR-02471</td><td></td></tr>極<tr><td>低温ポンプ</td><td>ULVAC</td><td>CRYO-U12HLE&nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>デジタルオシロスコープ</td><td>横河</td>電機<td>DLM 2054</td><td></td></tr><tr><td>ドライポンプ</td><td>Agilent</td><td>Triscroll-600</td><td></td></tr><tr><td>高分解能レーザー変位センサ</td><td>マイクロイプシロン</td><td>optoNCDT ILD-1420-50</td><td></td></tr><tr><td>マスフローコントローラ</td><td>MKS MKS</td><td>M100B</td><td></td></tr><tr><td>発光分光計</td><td>Avantes</td><td>AvaSpec-ULS2048XL-EVO</td><td></td></tr><tr><td>サーボモーター</td><td>タワープロ</td><td>サーボモーターSG90</td><td></td></tr><tr><td>ステッピングモーター</td><td>オリエンタルモーター</td><td>PKP213D05A</td><td></td></tr><tr><td>ターボ分子ポンプ</td><td>ファイ</td><td>ファーATH-500M</td><td></td></tr></tbody></table>

最適化、テストおよび小型ホールスラ スターの診断

Optimization, Test and Diagnostics of Miniaturized Hall Thrusters

小型の宇宙船および衛星スマート、高効率で耐久性のある低推力スラスター、出席および調整なしの拡張、信頼性の高い動作が可能が必要です。加速の手段としてガスの熱力学的性質を利用した熱化学スラスターで低効率の排気ガス速度に物理的な限界があります。さらに、これらのエンジンは、小さな推力で非常に低い効率を示すし、連続の宇宙船の方向、速度および位置のリアルタイム適応制御を提供するオペレーティング システムに適したできない場合があります。対照的に、電離気体 (プラズマなど) を加速する電磁界を使用する電気推進システムでは、事実上どんな質量効率と比推力排気速度の面で物理的な制限はありません。低推力ホール推進機は、数千時間の寿命を持ちます。100 と 300 V の公称電力で動作の間に放電電圧範囲 < 1 kW。彼らは 20 から 100 mm のサイズに変わる。大ホールのスラスターは推力の millinewton の分画を提供できます。過去数十年間、小腫瘤、低消費電力、および 50-200 kg のドライブ衛星高効率推進システムが注目されています。この作品で我々 はビルド、テスト、および小さな (30 mm) 約 50 kg の重量を量る小さい衛星を走るホールスラを最適化する方法を示します。スラスターの大型宇宙環境シミュレータで動作を示す、推力を測定する方法を記述してプラズマ特性を含む電気パラメーターを収集し、キー スラスター パラメーターを評価するために処理されます。史上最も効率的な小型スラスターのいずれかにするスラスターを最適化する方法についても説明します。課題と新しいスラスター材料によって示される機会も取り組みます。

推力校正手順と推力性能評価
Quadfilar 推力測定ステージから推力値の評価は 2 段階入って来します。最初の段階は、図 5の右側に示されている自動無線校正ユニットから較正係数を取得です。この校正プロセスで quadfilar ステージをスラスターに添付ファイルとして水平力換算重量の垂直の効果で滑らかなポリテトラフルオロ エチレン バー内結構重みが下がります。高解像度レーザー変位センサー、それに応じて各間隔で変位を測定します。これは図 6に示すように、データ集録アプリケーション経由でオペレーターによって監視され、システムに多数の校正ウェイトを下げてどこシリーズの終わりでキャリブレーション係数が得られました。キャリブレーション係数Sが水平力-変位グラフのベスト フィット直線から得ら...

ここでは、テストし、小型のホール型スラスターに基づく宇宙推進システムを最適化するためのプロトコルを提案する.

Miniaturized spacecraft and satellites require smart, highly efficient and durable low-thrust thrusters, capable of extended, reliable operation without ...

このプレゼンテーションの全体的な目標は、地上の宇宙環境シミュレーション施設で特殊な電気推進スラスタの試験に関与する方法論を提示することです。この方法には、ハードウェアとソフトウェアの統合を組み込んだ自動システムが含まれており、自動またはリモート診断用のスマートシステムを実現し、宇宙空間での推進モジュールやその他のペイロードのパフォーマンス評価が行われます。宇宙推進センターシンガポールは、シンガポールの南洋理工大学国立教育研究所の研究センターです。ここで開発されたテスト環境には、異なる目的のための2つの宇宙環境シミュレーション施設が含まれています。スケーリングされた宇宙環境シミュレータはスラスターの寿命テストで原始的に使用される。この施設では、スラスターを長期間発射し、遭難経路に対するプラズマ損傷の影響を評価します。その後、スラスターの寿命を推測する。Quadfilar中断ステージは、異なるペイロードに搭載された推進モジュールが宇宙でのその場での操縦にどのように影響するかを適切に視覚化することを可能にする。これは、中断されたシステム上のペイロード全体の取り付けと中断によってシミュレートされます。その後、スラスターを発射することができ、モジュールが取り付けられている中断されたプラットフォームは、宇宙の条件に応じて作動します。また、クアッド振り子は、宇宙環境でテストするためのスラスタとモジュールのレベリング、キャリブレーション、設置のプロセスを促進します。この設定では、システム全体を平準化し、較正するために、トーショナルワイヤーの周波数変調を利用するためにテスト施設で1人のオペレータのみが必要です。大規模な宇宙環境シミュレータでは、スラストの現場誘導を可能にする4重圧式の吊り下げスラストステージとは別に、モジュラー空間作動式ロボットプローブは、構成可能なアタッチメントユニットを介して取り付け用にカスタマイズすることもできます。また、大規模な宇宙環境施設は、多数の取り付けポイントと真空グリップ電子フィルタを備えており、同時に性能評価を行うための複数のスラスターと診断装置の設置を可能にしていることも注目に値します。これにより、テストを個別に行う場合に、アクセスの設置および再構成プロセス中にチャンバーが排気され、ポンプで送られるときに発生するダウンタイムを削減します。ここでは、推進ユニットのテストの前に、4重振り子の設置とキャリブレーションの手順を実行します。まず、すべてのコンポーネントが、その後のテストに必要なチャンバに取り付けられていることを確認します。チャンバを密封する前に、診断ツールの接続性を外部からテストします。チャンバーを密封するために統合された設備制御を使用してください。ドライポンプ、ターボ分子ポンプ、次に極低温ポンプから始まるカスケードオーダーで真空ポンプをオンにします。開発されたアプリを使用して、デバイスをチャンバー内のワイヤレストランスポンダと同期させます。トランスポンダの点滅LEDが点滅を停止すると、同期プロセスが完了します。望ましい真空が得られ、最初の読書はベースラインとしてレーザー変位センサーを取り除かれる。開発したアプリを使用して、クアッドフィラーステージでの力の翻訳のための較正された重量の低下をトリガーします。レーザー変位センサーからの変位を記録します。すべてのキャリブレーションウェイトが消費されるまで、変位四角段階の重量と記録を下げるプロセスを繰り返します。キャリブレーションカーブを描画して、クアッドフィラーステージに設置されたシステムのキャリブレーション係数を取得します。その後、スラスターを発射することができ、所望のパラメータは、家の研究者によって書かれたデータ取得プログラムによってリアルタイムでキャプチャすることができます。また、統合されたアプリを使用して、モータからの作動シーケンスとそれに応じてセンサーからのデータ取得を同期させながら、キャリブレーションプロセスを完全に自動化することができます。ここでは、取得した推力パラメータをヌル測定に独自に検証する手順と、推力測定後に空間的に作動したプロキシをトリガしてプルームプロファイルを取得する方法を説明します。まず、平衡位置の四重振り子のベースライン読み取りを行う。スラスターコントロールパネルから動作パラメータを所望の値に切り替え、スラスターを発射します。信頼が発火したら、四重振り子の振動が安定するのを待ちます。安定化後、ヌル測定システムのコントロールアプリを使用して、重みの低下をトリガーします。重みは、四角い段階が平衡状態に戻るまで継続的に低下する。平衡位置に到達すると、作動シーケンスが終了し、4倍システムを平衡に戻すために必要な力が決定されます。ストッパーブロックは、クワドフィラーステージの移動を停止するためにトリガされます。次に、空間測定プローブマウントでスイープシーケンスが実行されます。同期されたシーケンスは、各空間位置でプローブからデータを取得するためにループされ、それに応じて解析される配列に格納されます。他のプローブは、プルームプロファイル上の空間情報を使用するようにモジュラーアタッチメントに取り付けるようにカスタマイズできます。このセクションでは、キャリブレーションシーケンスから得られる典型的な結果と、ファラデープローブスイープを通じて得られた典型的なプルームプロファイルについて説明します。測定段階への四角い推力の較正は翻訳システムのために運転されるその調査モーターの採用によって行われる。実験タスク中の推力の導出に必要な較正因子を導出する。自動プログラムのオペレータによってトリガされるシーケンスで、垂直方向に作用する微細なキャリブレーションウェイトを下げ、スラスターが発射されたときに作動をシミュレートするために水平に変換されます。高分解能レーザー変位センサーからの測定値は、各間隔で取得され、次に較正曲線が引き出され、システム上での後続の測定のためのキャリブレーション係数を得る。この図では、単一の自動較正プロセスで描画される典型的なキャリブレーション曲線を示しています。見ることができるように、四角い段階の適切な位置合わせと設定は、ボルト当たり27.65ミリニュートンのキャリブレーション係数をもたらす非常に線形較正プロットをもたらす。幅広い力で推力測定のための標準化されたセットアップで。このキャリブレーションプロットに示すように、設定を拡張レジームのキャリブレーションウェイトに合わせて変更することもできます。ねじり線は感度のために調節され、両方のレジームで線形である口径測定プロットを得るために、細かいおよびコースの口径測定の重みが含まれている。この図では、誘導推力のin situ測定のサンプルを示します。この図は、オペレータが放電電圧に対する推力の依存性を監視する方法を示しています。実験の過程で、排出が消滅するまで。クアッドフィラー推力測定ステージを用いて、放電電流と印加電圧によって与えられる様々な入力電力でスラスタ全体で発生した推力を測定することができました。これらの情報を通じて、入力電力に対する効率と比インパルスの変動が得られる。これらの図は、4つの異なる質量流量での入力電力によって推力と比インパルスがどのように変化するかを示しています。そして、この図は、効率が入力電力に依存する方法を示しています。その結果、スラスターは入力電力で動作するように最適化されており、低流量はスラスターを発射した後、ほぼ30%の効率をもたらし、システムから得られた信頼を独自に検証するためにヌル測定シーケンスがトリガされたことを示しています。推力が発射されると、ステージはシステムから導出された推進力の大きさに応じて変位する。ヌル測定ユニットは、対称系に取り付けられた対称系とは逆のキャリブレーションユニットで、同様の力変換システムを利用してステージを平衡状態に戻します。レーザー変位センサは、測定中の変位を能動的に監視し、ベースライン平衡が達成された場合にのみ終了するシーケンスを活性化するために活性化システムをトリガします。オペレーターは、この図に示すように、in situ プルームプロファイルを視覚化することもできます。この図は、放電電力が、それに応じて最大半分の鉄のピーク電流密度と全幅の大きさにどのように影響するかを示しています。プラズマに固有の物理プロセスは、材料合成中に自己組織化と自己組み立てを駆動し、制御することが知られています。QUTでは、プラズマ源やアプリケーションセンターと連携して、これらのビルディングブロックが形成され、成形され、異なるプラズマ条件上の表面に送達される方法を研究しています。これらのプラズマ形状ナノ構造がどのように動作するかを理解することで、修理が実際に必要な場所を追加するだけのタイムリーで効率的な送達と組み込みを確保するプロセスを設計できることを願っています。より長いサービスと効率の良いプラズマ推進システムを提供します。このプレゼンテーションでは、シミュレートされた空間環境で推進システムと展開可能なモジュールをテストする施設を設計する際の考慮事項の概要を示しました。さらに、マイクロコントローラベースのシステムを使用して、そのデータ取得と分析に使用することの汎用性と強みを示しており、運用ミッションの要求に応じて他の評価モードを迅速に実行することができます。

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電気可変容量ポンプ(EVDP)の予備設計を特にサポートするシミュレーションモデルが開発され、実験によって部分的に検証されます。制御性能、寿命、信頼性などはすべて、EVDP予備設計タスクの主な性能要件をカバーする提案されたモデルを使用して評価することができます。...

電気可変容量ポンプの予備設計のためのモデリングとシミュレーション手法

フォトニック結晶スローライト導波路と空洞の使用は、広く多くの異なるアプリケーションでフォトニクスコミュニティによって採用されています。したがって、これらのデバイスの作製および特性は非常に興味深いです。干渉計（導波路）と共鳴散乱（キャビティ）：本論文では、すなわち私たちの製造技術と二つの光学特性評価方法を概説します。...

フォトニック結晶スローライト導波路とキャビティの作製と評価

フェムト秒の4波ミキシングの手法が、スペクトル分解された構成と時間分解された構成を含む形で説明されています。...

フェムト秒四光波混合を用いてのGaMnAsコヒーレンス崩壊の測定

トリニタイトに似た合成核溶融ガラスの製造のためのプロトコルが提示されます。...

合成核メルトガラスの製造

この研究放射光マイクロトモグラフィー、非破壊3次元撮像技術のために、16×16mmの断面積全体マイクロエレクト​​ロニクスパッケージを調べるために使用されます。シンクロトロンの高フラックスと明るさに起因してサンプルが8.7μmの空間分解能でわずか3分で画像化しました。...

マルチスケール三次元マイクロエレクト​​ロニクスパッケージを調査するために放射光マイクロトモグラフィーを用いて、

電極と電解質の調製による非プロトン性Li-O2電池の電気化学的試験のためのプロトコルと、頻繁に使用される特性評価方法の紹介がここで紹介されています。...

非プロトン性のLi-Oの電気化学的試験のプロトコルとキャラクタリゼーション<sub&gt; 2</sub&gt;バッテリー

超電導マイクロ波共振器は、光、量子コンピューティングアプリケーションおよび材料特徴付けの検出のために重要です。この作品は、製作と超伝導マイクロ波共振器の散乱パラメータの特性評価のための詳細な手順を示します。...

超伝導共振器の作製と評価

tetraiodine非酸化物（I 4 O 9）、アルミニウム（Al）からなる反応性混合物の燃焼速度を測定するためのプロトコルが提供されます。示差走査熱量測定（DSC）を用いて反応速度を解決するための方法も提供されます。これは、I 4 O 9は、他のヨウ素（V）の酸化物よりも150％より反応性であることが分かりました。...

反応速度と私の燃焼ダイナミクス<sub&gt; 4</sub&gt; O<sub&gt; 9</sub&gt;とアルミニウムの混合物

学ぶ 小型ホールスラスターの自動診断システムを用いた性能評価と最適化手法。シンガポール宇宙推進センターで開発されたハードウェア・ソフトウェア統合技術により、プラズマ損傷評価と長寿命化を実現します。

最適化、テストおよび小型ホールスラスターの診断

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