Konstruktion einer Patterson-Sonde mit Massenspektrometer zur Vermessung von Abgasstrahlen in einer Kryovakuumanlage

Abstract

In der Kryovakuumanlage werden Treibstrahlen von Kleintriebwerken mit katalytischer Hydrazinzersetzung untersucht. Beim Uebergang in den hochverduennten Bereich ist eine Entmischung der Hauptkomponenten Stickstoff und Wasserstoff zu erwarten. Um diese Massentrennung zu untersuchen, wird eine Pattersonsonde mit einem Massenspektrometer kombiniert, dessen Elektronik in einem beheizten und beluefteten Gehaeuse direkt unterhalb des Sensors unterzubringen ist. Im Mittelpunkt der Bemuehungen steht die Gestaltung einer zuverlaessigen und einfachen Konstruktion, die sich problemlos in die Umgebung der Simulationskammer einfuegt; diese Umgebung ist gekennzeichnet von einem Druck unter 10 -9 Pa und einer Tremperatur von vier Kelvin. Die Messeinrichtung genuegt den Forderungen nach geringer Waermeabstrahlung auf die Kryopumpe und nach verlaesslicher Aufrechterhaltung der Arbeitsumgebung fuer die Elektronik. Darueber hinaus stellt der Staender der Messeinrichtung eine moeglichst genaue Einhaltung der Messposition sicher. Die Auswahl der Zuleitungen erlaubt ein vollstaendiges Verschieben und Drehen der Pattersonsonde in der Simulationskammer.