导电材料缺陷的涡流成像检测技术研究

针对目前涡流无损检测尚存在检测精度低、反演识别难的问题,利用理论仿真分析,设计了励磁均匀性较好的励磁线圈和阵列隧道磁阻(TMR)传感器探头,基于阵列探头提出了等空间间隔插值成像缺陷检测方法,搭建试验系统,并进行缺陷检测试验。结果表明,提出的方法可有效地避免探头速度对成像结果的影响,从而实现不同形状尺寸缺陷的轮廓成像检测,为后续导电材料缺陷的涡流智能检测提供支持。     

Ce掺杂对空间激光通信掺铒光纤的耐辐照影响研究

辐照环境下掺铒光纤性能下降严重影响了其在空间环境中的应用,而Ce可以凭借其变价能力抑制光纤的辐致损伤效应。利用螯合物气相沉积法制备了不同Ce掺杂量的掺铒光纤,在常温下使用⁶⁰Co辐照源对光纤进行了累积剂量100 krad、剂量率6.17 rad/s的辐照实验。通过吸收损耗谱的测试发现Ce掺杂含量高的光纤在辐照后损耗为419.185 dB/km@1 200 nm,且荧光寿命变化量减小了0.578 ms。通过切片芯层透过率及电子顺磁共振测试发现Ce掺杂可以有效降低光纤中Al和Ge相关的色心缺陷数量。最后通过增益测试验证了Ce掺杂对掺铒光纤抗辐照能力的改善,辐照后高Ce掺杂的光纤比未掺杂Ce光纤的增益高出4.15 dB。实验结果表明,Ce掺杂可以有效增强掺铒光纤抗辐照性能,这一结论对掺铒光纤在太空中的应用具有重要意义,该研究结果能够为后续掺铒光纤的耐辐照加固及其在空间中的应用提供参考。     

无损探伤仪——为着陆器作体检

航天在轨无损检测与评价技术水平的高低在很大程度上反映了一个国家航天技术的发展水平。为了对嫦娥五号着陆器在着陆过程中的结构健康状况进行检测,保障探月任务及科学实验的顺利进行,兰州空间技术物理研究所研制了着陆器无损探伤仪,实物如图1所示,在国际上首次利用脉冲电涡流无损检测方法开展着陆器着陆过程关键部件的无损检测,为地面环境模拟实验提供验证,并为后续登月设计提供方案支持。     

基于磁异常检测的磁性运动目标识别方法研究

基于磁异常检测(MAD)的磁性运动目标识别在军事中极具应用价值。针对目标产生的磁异常信号存在探测距离有限和特征量不易表征的问题,采用高精度隧道磁电阻传感器(HPTMR)对目标的磁异常分量进行探测方法研究,通过特征量的提取实现目标速度、方向、距离等信息的表征,最终实现目标运动状态的识别。首先对磁性物体的磁异常特征展开分析,确定探测方案,然后利用搭建的探测系统对运动目标进行水平分量的探测,研究其运动速度、方向及距离的探测规律。结果表明,通过磁异常矢量分量波形能有效地获取目标的运动状态信息,为其后续的应用和研究提供支持。     

等离子体源型航天器主动电位控制方法

航天器与空间等离子体、高能粒子、地磁场等相互作用，会引起充放电效应，严重影响其空间任务。通过等离子体源发射人为等离子体可有效控制航天器表面电位，保障航天器运行安全，且较其他电位控制方法更灵活、高效，但国内对此研究相对基础薄弱。为此，基于航天器电流平衡方程进行航天器带电理论分析，并结合球对称模型对等离子体源电位控制理论进行阐述；进一步通过SPIS(spacecraft plasma interaction system)仿真平台模拟分析空间等离子体和人为等离子体对航天器电位的影响。研究表明，在GEO轨道空间等离子体的作用下，航天器不同材料表面存在不等量带电，且电位可达-14 000 V；等离子体源工作可高效地将航天器控制在-10 V以内，控制器适合安装于卫星东侧面，其净发射电流直接影响着控制效果；在上述基础上，开展了地面模拟试验，结果表明：利用等离子体源控制器可将-6000～-5000 V的航天器模拟件在数秒内控制至0 V左右，等离子体源电位控制技术对航天器表面高电位及不等量带电均有良好的控制效果，以上研究成果将为其空间工程化应用提供支撑。