一種用於空間電場探測的球形傳感器電勢信號引入結構的製作方法
2023-09-18 19:54:25
一種用於空間電場探測的球形傳感器電勢信號引入結構的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構，能夠可靠地將空間傳感器球殼表面的感應電勢引入球殼內部測量電路。其中，支撐柱的端部依次穿過信號測量電路板、第一套管、屏蔽殼、第二套管、保護平墊、彈性墊圈、導電圈和外球殼，最後旋緊螺紋套管，令導電圈上表面與外球殼接觸，且彈性墊圈被壓緊；引導結構由兩個等長的引導管和連接所述引導管的連接件組成；兩個引導管穿過屏蔽殼上面的開孔伸入屏蔽殼內部，連接件位於屏蔽殼外部；信號測量電路板上安裝的支撐杆穿過其中一個引導管後在屏蔽殼外與導電圈的探出端採用螺母固定，信號測量電路板引出的信號引線穿過另一個引導管後在屏蔽殼外與導電圈的探出端電連接。
【專利說明】—種用於空間電場探測的球形傳感器電勢信號引入結構
【技術領域】
[0001]本發明屬於空間環境探測【技術領域】，尤其涉及一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構。
【背景技術】
[0002]空間電場探測是利用傳感器表面感應它所在的空間等離子環境的電勢來達到電場測量的目的。圖1示出了一種用於探測空間電場的球形傳感器，其採用外球殼作為感測電勢的部件，通過電勢引入結構將感測電勢引入外球殼內部的電路板，外球殼內部設有用於保護電路板的屏蔽殼。
[0003]為了使外球殼感測到的空間電場信號可靠接入球殼內部的電路板，需要設計一種適用、可靠的傳感器電勢引入的結構，目前在空間電場探測傳感器上還沒有使用這樣結構的電勢信號引入結構，該結構解決了空間電場探測球形傳感器電勢信號引入難的問題。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，本發明提供了一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構，能夠可靠地將空間傳感器球殼表面的感應電勢信號引入到球殼內部測量電路。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明是這樣實現的:
[0006]一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構，所述球形傳感器包括支撐柱、信號測量電路板、屏蔽殼和外球殼；所述引入結構包括:第一套管、第二套管、保護平墊、彈性墊圈、導電圈、引導結構和螺紋套管；
[0007]支撐柱的端部A依次穿過信號測量電路板、第一套管、屏蔽殼、第二套管、保護平墊、彈性墊圈、導電圈和外球殼，最後在支撐柱的端部A通過旋緊螺紋套管，令導電圈上表面與外球殼接觸，且彈性墊圈被壓緊；
[0008]引導結構由兩個等長的引導管和連接兩引導管的連接件組成；兩個引導管穿過屏蔽殼上面的開孔伸入屏蔽殼內部，連接件位於屏蔽殼外部；
[0009]信號測量電路板上安裝的支撐杆穿過其中一個引導管後在屏蔽殼外與導電圈的探出端固定，信號測量電路板引出的信號引線穿過另一個引導管後在屏蔽殼外與導電圈的探出端電連接。
[0010]優選地，通過引導管長度的設計，使得引導管不接觸信號測量電路板。
[0011]優選地，所述支撐杆為螺杆，通過螺母固定在信號測量電路板上，且該支撐杆與導電圈的探出端通過螺母固定。
[0012]優選地，信號引線與導電圈的探出端的電連接是通過螺母將信號引線與所述探出端壓緊實現的。
[0013]優選地,所述彈性墊圈為環形墊圈，環形墊圈的外圓周向均布T型切口，每兩個T型切口之間形成的圓弧段兩端以環形墊圈所在平面為基準面反向彎折。
[0014]優選地，所述環形墊圈的厚度小於0.3mm。
[0015]有益效果:
[0016](I)球面感應電勢信號引入內部測量電路
[0017]外球殼6表面感應電勢信號通過導電圈5引入信號引線9，信號引線9直接接入到信號測量電路板10上,從而可靠地將空間傳感器球殼表面的感應電勢信號引入到球殼內部測量電路。
[0018](2)零部件之間小間隙的防松
[0019]螺紋套管11的力施加於外球殼6,外球殼6擠壓導電圈5,導電圈5擠壓彈性墊圈4，彈性墊圈4變形後將力作用到保護平墊3上，保護平墊3硬連接在套管2上，從起到了整個內部結構的防松，提高了信號引入的可靠性。
[0020](3)小型結構內部信號線穿線與電勢信號引入結構的固定雙重作用
[0021]信號引線9從信號測量電路板10穿過引導管的一個孔接到導電圈5，同樣支撐杆從測量電路板10穿過引導管7的另一個孔，再穿過導電圈5進行結構緊固，這樣一個小型結構同時實現了引線穿線與結構緊固的雙重作用，提高了信號引入的可靠性。
[0022](4)引導管長度設計
[0023]通過引導管長度的設計，使得引導管不接觸信號測量電路板10，從而留有一定的冗餘，不會因螺紋套管11的擰緊導致屏蔽殼和電路板之間相互力作用而變形，而且防止信號洩放到屏蔽層，提高了信號引入的可靠性。
[0024](5)彈性墊圈的防損設計
[0025]本發明的彈性墊圈，由於T型切口兩個方向均切入，則會增加彈性件的柔軟性，避免太過強硬的彈性件對周圍部件的損壞，提高了信號引入的可靠性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1為用於探測空間電場的球形傳感器。
[0027]圖2為本發明球形傳感器表面感應電勢引入結構的連接關係示意圖(外球殼剖視)；
[0028]圖3為本發明球形傳感器表面感應電勢引入結構的連接關係示意圖(內球殼剖視)；
[0029]圖4為本發明引導結構的示意圖；
[0030]圖5為本發明導電圈結構示意圖；
[0031]圖6為本發明彈性墊圈結構示意圖；
[0032]其中，1-支撐柱、2-第二套管、3-保護平墊、4-彈性墊圈、5-導電圈、6_外球殼、
7-引導結構、8-屏蔽殼、9-信號引線、10-信號測量電路板、11-螺紋套管、12-第一套管、13-A和13-B-引導管、14-連接件。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖並舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0034]如圖1和圖2所示，本發明提供了一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構。其中球形傳感器包括支撐柱1、信號測量電路板10、屏蔽殼8和外球殼6。信號測量電路板10、屏蔽殼8和外球殼6均按照在支撐柱I上，通過支撐柱上的臺階面定位信號測量電路板10。本發明的引入結構包括第一套管12、第二套管2、保護平墊3、彈性墊圈4、導電圈5、引導結構7和螺紋套管11。
[0035]引入結構與球形傳感器的組成部件共同配合實現信號引入。如圖所示，支撐柱I的端部A依次穿過信號測量電路板10、第一套管12、屏蔽殼8、第二套管2、保護平墊3、彈性墊圈4、導電圈5和外球殼6，最後在支撐柱I的端部A旋緊螺紋套管11，令導電圈5上表面與外球殼6接觸，且彈性墊圈4被壓緊。
[0036]其中，第一套管12和第二套管2的作用是限制信號測量電路板10與屏蔽殼8的位置關係，以及屏蔽殼8與保護平墊的位置關係。彈性墊圈4的作用是整個內部結構的防松。導電圈5上表面與外球殼6接觸為了實現電勢的導入。
[0037]如圖4所示，引導結構7由兩個等長的引導管13-A和13_B，以及連接這兩個引導管的連接件14組成，連接件14設在引導管的一端。兩個引導管13-A、13-B穿過屏蔽殼8上面的開孔伸入屏蔽殼8內部，此時連接件14位於屏蔽殼8外部，藉助屏蔽殼8支撐連接件14。
[0038]如圖5所示，導電圈5為具有彈出端的導電環，且表面鍍金，彈出端上具有通孔。信號測量電路板10上安裝有支撐杆，支撐杆具有外螺紋，支撐杆穿過信號測量電路板10上的通孔後，由兩個螺母固定。支撐杆穿過其中一個引導管13-A後在屏蔽殼8外穿過導電圈5探出端的通孔，然後採用螺母將探出端壓在引導結構的連接件14上表面，從而實現了導電圈5與引導結構的固定。信號測量電路板10引出的信號引線9穿過另一個引導管13-B後在屏蔽殼8外與導電圈5的探出端電連接，從而使得電勢被外球殼收集到後經由導電圈5、引導結構7、信號引線9到達信號測量電路板10。
[0039]可見，通過引導結構7的設計，一個引導管實現引線穿線，另一個引導管實現與導電圈5和屏蔽殼8的結構緊固，這樣一個小型結構同時實現了引線穿線與結構緊固的雙重作用。
[0040]優選地，通過引導管長度的設計，使得引導管不接觸信號測量電路板10，從而留有一定的冗餘，不會因螺紋套管11的擰緊導致屏蔽殼和電路板之間相互力作用而變形，更重要的是防止信號洩放到屏蔽層。
[0041]本發明還針對球形傳感器體積較小、容易損壞的特點設計了一種彈性適宜的彈性墊圈，如圖6所示，該彈性墊圈4是一種厚度小於0.3mm的薄壁材料製成的環形墊圈，環形墊圈的外圓周向均布T型切口，每兩個T型切口之間形成的圓弧段作為彈性件，該彈性件兩端以環形墊圈所在平面為基準面反向彎折。由於T型切口兩個方向均切入，則會增加彈性件的柔軟性，避免太過強硬的彈性件對周圍部件的損壞。
[0042]綜上所述，以上僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種適用於空間電場探測的球形傳感器表面感應電勢引入結構，所述球形傳感器包括支撐柱(I)、信號測量電路板(10)、屏蔽殼⑶和外球殼(6);其特徵在於，所述引入結構包括:第一套管(12)、第二套管(2)、保護平墊(3)、彈性墊圈⑷、導電圈(5)、引導結構(7)和螺紋套管(11); 支撐柱(I)的端部A依次穿過信號測量電路板(10)、第一套管(12)、屏蔽殼(8)、第二套管(2)、保護平墊(3)、彈性墊圈(4)、導電圈(5)和外球殼(6)，最後在支撐柱(I)的端部A通過旋緊螺紋套管(11)，令導電圈(5)上表面與外球殼(6)接觸，且彈性墊圈(4)被壓緊； 引導結構⑵由兩個等長的引導管(13-A、13-B)和連接兩引導管的連接件(14)組成；兩個引導管(13-AU3-B)穿過屏蔽殼(8)上面的開孔伸入屏蔽殼(8)內部，連接件(14)位於屏蔽殼(8)外部； 信號測量電路板(10)上安裝的支撐杆穿過其中一個引導管(13-A)後在屏蔽殼(8)外與導電圈(5)的探出端固定，信號測量電路板(10)引出的信號引線(9)穿過另一個引導管(13-B)後在屏蔽殼(8)外與導電圈(5)的探出端電連接。
2.如權利要求1所述的表面感應電勢引入結構，其特徵在於，通過引導管長度的設計，使得引導管不接觸信號測量電路板(10)。
3.如權利要求1所述的表面感應電勢引入結構，其特徵在於，所述支撐杆為螺杆，通過螺母固定在信號測量電路板(10)上，且該支撐杆與導電圈(5)的探出端通過螺母固定。
4.如權利要求3所述的表面感應電勢引入結構，其特徵在於，信號引線(9)與導電圈(5)的探出端的電連接是通過螺母將信號引線(9)與所述探出端壓緊實現的。
5.如權利要求1所述的表面感應電勢引入結構，其特徵在於，所述彈性墊圈(4)為環形墊圈，環形墊圈的外圓周向均布T型切口，每兩個T型切口之間形成的圓弧段兩端以環形墊圈所在平面為基準面反向彎折。
6.如權利要求1所述的表面感應電勢引入結構，其特徵在於，所述環形墊圈的厚度小於 0.3mmο
【文檔編號】G01R29/12GK104237655SQ201410447072
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月4日 優先權日:2014年9月4日
【發明者】劉澤, 李 誠, 馬勉軍, 崔陽, 雷軍剛, 李世勳, 宗朝, 趙偉 申請人:蘭州空間技術物理研究所