充气式空间天线的泄漏监测：氦气和氮气敏感检测的视角
充气式空间结构因其轻量化、设计简单、成本低廉和部件少等优点，已成为空间探索的重要组成部分。这些结构包括天线、太阳能阵列、太阳能聚光器、反射器等。它们由可折叠的柔性聚合物制成，因其体积小、重量轻，便于与航天器一起携带。到达目的地后，这些结构通过内部加压充气以实现所需的结构完整性。在太空中，这些结构会受到高辐射水平、结构振动和微陨石撞击等极端环境的影响。用于制造这些结构的聚合物材料在这些恶劣条件下容易退化，长期退化会导致结构完整性丧失。充气式空间天线最常见的问题是充气气体泄漏。因此，为避免因泄漏导致的结构失效（可能造成信息、精度和资金的损失），对这些结构进行健康监测至关重要。气体传感器用于检测这些结构中的泄漏。氦气（He）和氮气（N2）的混合物被用作空间天线的充气气体。氦气是仅次于氢气的最轻气体，具有化学惰性和不可燃性，使其成为理想的充气气体。然而，由于氦气与化学物质的非反应性，其泄漏检测非常困难。基于金属氧化物半导体（MOSs）材料的传感元件广泛用于检测各种气体。尽管检测氦气泄漏非常困难，但五氧化二钒（V2O5）可以通过电阻变化检测到即使是少量的氦气。本章将讨论充气式空间天线的泄漏监测系统需求以及V2O5半导体材料的氦气传感特性。
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DG数字消磁装置
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
2: 2
脉冲宽度: 10ns
DG 通过施加振荡磁场使材料达到饱和，然后缓慢地将振荡幅度降至零，从而自动化磁屏蔽消磁过程。
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LAM300原子磁力计
能量和功率传感器
成都量视科技有限公司
灵敏度: <20fT/√Hz
动态范围: ±5nT
测量轴: Z轴、Y轴
LAM300原子磁力计是一种基于原子自旋交换技术的超高灵敏度磁场探测仪器，其通过原子自旋的精确控制，能够测量极为微弱的磁场变化，灵敏度高达fT/√Hz级别，为地磁场强度的几十亿分之一。
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MS-2 磁屏蔽
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
屏蔽系数: 10⁶
磁噪声: 10 fT/Hz1/2
内部 3 轴磁场线圈: X/Y coil:
Calibration: 0.576 G/A = 57.6 nT/mA
Inductance: 33 µH
Z coil:
Calibration: 1.50 G/A = 150 nT/mA
Inductance: 140 µH
MS-2 磁屏蔽是精密磁场控制的理想系统。它提供多层高磁导率金属屏蔽以降低环境磁场噪声，并具有内部场线圈系统，可精确控制屏蔽体中心的磁场。
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MS-1LF 磁屏蔽
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
内部3轴磁场线圈: X/Y 线圈
校准：0.81 G/A = 81 nT/mA
电感：22 μH
Z 线圈
校准：1.06 G/A = 106 nT/mA
电感：20 μH
内部梯度场线围: dZ/dz：4.02 nT/cm/mA
dZ/dy：3.55 nT/cm/mA
dZ/dx：3.55 nT/cm/mA
dY/dx：4.24 nT/cm/mA
dY/dy：5.18 nT/cm/mA
内部 Z轴二阶梯度线圈: d²Z/dz²：1.06 nT/cm²/mA
MS-1LF 磁屏蔽为超精密磁场测试和测量提供最低的室温磁噪声环境。它提供多层高磁导率金属屏蔽层以降低环境磁噪声，内部铁氧体屏蔽层，并具有内部场线圈系统，以精确控制屏蔽体积中心的磁场。
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MS-1L 磁屏蔽器
能量和功率传感器
Twinleaf LLC
轴向孔: 30 mm dia.
接入孔: 15 mm dia. 8 radial & 2 on each endcap
质量: 8 kg
MS-1L 磁屏蔽器是一种用于精确磁场控制的出色而紧凑的系统。它提供多层高磁导率金属屏蔽以降低环境磁场噪声，并具有内部场线圈系统，可精确控制屏蔽体中心的磁场。
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