石英晶体微量天平的设计及其在月尘测量中的应用

发布时间：2024-05-20 22:42

　　石英晶体微量天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)具有较高的灵敏度,在微小质量颗粒的测量中,尤其在月尘测量中有着独特的优势。我国在嫦娥三号着陆器上首次使用了石英晶体微量天平进行了月尘测量。在充分调研国内外近几十年开展的月尘及宇宙尘埃探测工作的基础上,本文针对嫦娥三号月尘测量系统展开研究,重点研究了石英晶体微量天平的设计及其在月尘测量中的应用。论文首先介绍了石英晶体微量天平的应用背景,阐述了月尘测量系统的组成及设计,由于石英晶体频率信号易受干扰,所以在月尘测量系统的软硬件设计上需要采取相应的稳定频率的措施。之后,重点研究了石英晶体微量天平的设计及其应用。具体工作如下:(1)基于石英晶体谐振器的等效电路分析方法,设计了适用于月尘测量的石英晶体振荡电路。在研究振荡电路及其等效电路模型的基础上,通过电路动态参数的分析计算,从理论上论证了振荡电路输出频率仅取决于石英晶体谐振器本身的振荡频率。测试结果表明,振荡电路输出波形清晰、幅值稳定、频率波动小、高次谐波成份少,满足了设计和应用要求。(2)总结了月尘测量系统中石英晶体微量天平的测试和标定方法,通过相应的实验,测试...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1月尘污染宇航员

研究生学位论文石英晶体微量天平的设计及其在务时被月尘严重污染。比起空间辐射，月尘的侵的健康提出了更多挑战。阿波罗17号的宇航员了严重的呼吸困难，他在回忆录“回到月球”中呼吸困难，没人能确切的搞清楚这些微小粒子理学家警告，不能将月尘吸进身体内，长期暴露[8]。

图1-2月球表面发光云照片

图1-1月尘污染宇航员颗粒暴露于紫外线辐射或等离子体到太阳光在月球明暗交界线上形成如图1-2所示，在20世纪60年代浮着发光云层的照片。这就意味着着一层尘埃粒子[10]。

图2-1嫦娥三号月球探测器布局图

池探头的表面，月尘遮挡太阳光造成太阳能电池池探头的输出电流来反映太阳能电池的输出功率探头表面的沉积量，太阳能电池探头适用于探测池探头用于探测着陆器登月时扬起的月尘累积探头正是基于QCM技术的传感器，适用于质量头用于探测月表自然悬浮的月尘累积量。电控箱处理系统，负责完成两个探....

图2-2月尘测量大系统组成框图

组成统组成如图2-2所示，主要包括地面系统，着陆整个嫦娥三号月球探测器的控制中心，负责向嫦、监测嫦娥三号月球探测器运行状态，接收嫦娥中包括各种科学载荷、测量设备的科学探测数据、嫦娥三号探测器在月表的资源中心，着陆器配备数据传输分系统、载荷分系统等，向各类科学载传输等公共资源[....

本文编号：3979228