莫慧芳，陈 瑞

（广州科技贸易职业学院，广东 广州510402）

在一些高洁净环境应用要求的系统和实验装置中，环境污染因素将严重影响其寿命和可靠性。高洁净环境应用要求的系统和实验装置受到污染后，会使实验系统性能大幅衰减，会使实验结果的准确性受到影响。在航天应用方面热控系统由于太阳吸收率增大而使航天器温升过高，热辐射材料受空间高速污染物冲击而造成在轨承受能力降低，导致航天器使用功能下降，引起航天器失效。因此，监测航天器敏感表面的污染量十分重要。

1 系统构成

分子污染在轨监测仪由测量传感器探头部分、测量控制电路和上位机三部分组成。其中测量传感头由频率约15 MHz 的测量晶体和参考晶体、帕尔贴热换能器和温度传感器组成。测量控制电路由频率测量电路单元、电源模块、温度测量与控制模块、通信接口等部分组成[1]。在轨监测仪组成如图1 所示。

图1 监测仪组成框图

2 测量传感探头结构与实现

选用压电石英晶体作为微量分子污染物的探测元件。晶体两面镀上金属材料作为电极，由谐振电路驱动，在两电极之间形成一个与时间相关的电场，使晶体以一定的频率振荡，当污染物质在电极上沉积（质量增加）时，所有沉积的物质都将随着晶体振荡产生位移[2]。因此，由于质量的增加使晶体运动的频率降低，通过监测晶体频率变化来监测沉积质量的变化[3]。

系统要能准确测量晶体频率的变化，测量精度需达到±1 Hz。……