阅读说明：本技术 一种氙气加注系统及方法 (Xenon filling system and method ) 是由 杨尚荣 杨宝娥 李舒欣 陈鹏飞 刘占一 陈帆 周晨初 于 2019-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氙气加注系统及方法,属于空间推进系统推进剂加注技术领域。该氙气加注系统包括氙气储罐、电加热器、气源阀、星上气瓶、加注阀、星上气瓶称重装置、真空泵、真空阀、氦气阀、氦气瓶、放气阀、回收装置、回收阀、绝压压力表、纯度分析仪和恒温箱,通过恒温箱对氙气储罐进行降温,使得氙气储罐中的氙为气液两相饱和状态,以便在重力作用下使液态氙处于氙气储罐的下部,气态氙处于氙气储罐的上部。电加热器设置在氙气储罐的顶部,对氙气储罐上部的气态氙进行加热,以增大氙气储罐的压力,通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中,一次性完成氙气加注,上述氙气加注系统结构简单,提高了加注速度和加注密度。(The invention discloses a xenon filling system and method, and belongs to the technical field of propellant filling of space propulsion systems. The xenon filling system comprises a xenon storage tank, an electric heater, an air source valve, an on-satellite gas cylinder, a filling valve, an on-satellite gas cylinder weighing device, a vacuum pump, a vacuum valve, a helium cylinder, a vent valve, a recovery device, a recovery valve, an absolute pressure gauge, a purity analyzer and a thermostat, wherein the xenon storage tank is cooled by the thermostat, so that xenon in the xenon storage tank is in a gas-liquid two-phase saturated state, liquid xenon is conveniently positioned at the lower part of the xenon storage tank under the action of gravity, and gaseous xenon is positioned at the upper part of the xenon storage tank. The electric heater is arranged at the top of the xenon storage tank and is used for heating gaseous xenon at the upper part of the xenon storage tank so as to increase the pressure of the xenon storage tank, liquid xenon at the lower part of the xenon storage tank is extruded into the satellite gas cylinder by increasing the pressure of the xenon storage tank, xenon filling is completed at one time, and the xenon filling system is simple in structure and improves filling speed and density.)

一种氙气加注系统及方法

技术领域

本发明属于空间推进系统推进剂加注技术领域，尤其涉及一种氙气加注系统及方法，适用于所有采用高纯氙气作为推进剂的推进系统的加注过程。

背景技术

电推进系统比冲高，可以有效降低航天器总质量、增加有效载荷、延长在轨寿命。电推进系统几乎可以用在所有类型的航天器上，如同步通信卫星的轨道转移、位置保持和离轨处理等类型的航天器。其中，电推进系统最常采用的工作介质为氙气。在电推进系统中，对氙气纯度要求非常高，需达到水和氧的含量均不能超过2ppm的要求，一旦超过这个要求，则容易造成电推力器阴极氧化，导致寿命受损。

另外，为了减少星上气瓶的体积，还需要要求氙气的加注密度较高，如美国深空一号探测器氙气加注密度1660kg/m³,瑞典SMART-1探测器氙气加注密度1700kg/m³，地面氙气源密度一般在1100kg/m³以下。因此，在电推进系统中，氙气的高纯度和高密度加注是实际应用中亟待解决的问题。

为了解决上述氙气的高纯度和高密度加注问题，发明专利(CN104075104A)公开了一种卫星电推进系统热增压氙气加注方法，包括首先将液氮通入热增压装置，使热增压装置中的高压容器温度降低，从而使高压容器内的氙气压力随温度的降低而降低，当高压容器内的氙气压力低于氙气储罐内的压力,在压差的作用下，氙气储罐中的氙气会不断流入高压容器中；当高压容器中的氙气量达到要求值时，则停止通液氮，启动热增压装置中的加热装置，使高压容器温度升高，从而使高压容器内的氙气压力随温度的升高而升高，高于星上气瓶内氙气的压力,在压差的作用下，高压容器中的氙气会不断流入星上气瓶，从而完成氙气的加注过程。上述过程循环进行，直至加注量满足任务要求。但上述卫星电推进系统热增压氙气加注方法中的系统较复杂、每次循环加注量较小、加注速度较慢，并且加注密度较低。

发明内容

本发明提供一种氙气加注系统及方法，以解决现有技术卫星电推进系统热增压氙气加注方法中存在的系统复杂、循环加注量小、加注速度慢，并且加注密度低的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种氙气加注系统，包括：氙气储罐、电加热器、气源阀、星上气瓶、加注阀、星上气瓶称重装置、真空泵、真空阀、氦气阀、氦气瓶、放气阀、回收装置、回收阀、绝压压力表、纯度分析仪和恒温箱；

其中，电加热器设置在氙气储罐的顶部，氙气储罐经气源阀和加注阀与星上气瓶连接；

真空泵经真空阀、绝压压力表、纯度分析仪和加注阀与星上气瓶连接；

氦气瓶经氦气阀、绝压压力表、纯度分析仪和加注阀与星上气瓶连接；

回收装置经回收阀、绝压压力表、纯度分析仪和加注阀与星上气瓶连接；

星上气瓶称重装置连接至星上气瓶的下方；

放气阀经加注阀与星上气瓶连接；

氙气储罐、电加热器、气源阀、星上气瓶、加注阀和星上气瓶称重装置放置在恒温箱内。

将电加热器设置在氙气储罐的顶部，实现对氙气储罐上部的气态氙进行加热，增大氙气储罐的压力，以实现通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中，一次性完成加注。

将氙气储罐、电加热器、气源阀、星上气瓶、加注阀和星上气瓶称重装置放置在恒温箱内，以通过恒温箱对氙气储罐进行降温，使得氙气储罐中的氙为气液两相饱和状态，以便在重力作用下使液态氙处于氙气储罐的下部，气态氙处于氙气储罐的上部。

此系统的有益效果为：

1、通过将电加热器设置在氙气储罐的顶部，实现对氙气储罐上部的气态氙进行加热，增大氙气储罐的压力，以实现通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中，一次性完成加注。不需要通过先将氙气储罐中的氙气通过压差流入高压容器中，再通过压差使得高压容器中的氙气流入星上气瓶中，如此循环以完成氙气的加注。

2、通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中，精简了氙气加注系统，提高了加注速度和加注密度。

优选的，所述氙气加注系统中的氙气储罐、气源阀、星上气瓶、加注阀、真空泵、真空阀、氦气阀、氦气瓶、放气阀、回收装置、回收阀、绝压压力表和纯度分析仪通过连接管道连接。

优选方案的有益效果是：通过连接管道连接氙气储罐、气源阀、星上气瓶、加注阀、真空泵、真空阀、氦气阀、氦气瓶、放气阀、回收装置、回收阀、绝压压力表和纯度分析仪，以实现氙气加注系统抽真空、氦气置换和氙气的加注过程。

优选的，所述连接管道的长度为l。

优选的，所述氙气储罐的出口位置设置在所述氙气储罐的下方，所述出口位置在竖直方向上高于星上气瓶。

优选方案的有益效果是：通过将氙气储罐的出口位置设置在氙气储罐的下方，出口位置在竖直方向上高于星上气瓶，以实现利用重力作用将液态氙挤压到星上气瓶。

优选的，所述绝压压力表的显示示数小于所述氙气储罐、所述气源阀、所述星上气瓶、所述加注阀、所述真空阀、所述氦气阀、所述氦气瓶、所述放气阀、所述回收装置、所述回收阀、所述纯度分析仪和所述连接管道中最小的耐压压力值。

优选方案的有益效果是：通过设置显示示数小于最小的耐压压力值，以保证氙气加注系统的安全运行。

一种氙气加注方法，包括如下步骤：

a.通过恒温箱对氙气储罐进行降温，当所述氙气储罐的温度与目标加注密度相匹配时，基于第一预设时间对所述氙气储罐进行恒温控制，当达到所述第一预设时间，则停止对所述氙气储罐的恒温控制；

b.启动真空泵，打开加注阀、真空阀和回收阀，通过所述真空泵对星上气瓶、回收装置和第一连接管道抽真空，当所述星上气瓶、所述回收装置和所述第一连接管道的真空度均达到预设标准压强时，关闭所述加注阀、所述真空阀和所述回收阀各自对应的阀门，并关闭所述真空泵，停止对所述星上气瓶、所述回收装置和所述第一连接管道抽真空；

c.打开恒温箱，通过恒温箱对氙气储罐、气源阀、星上气瓶和加注阀进行温度控制，当所述氙气储罐、所述气源阀、所述星上气瓶和所述加注阀温度均为0℃时，则基于第二预设时间对所述氙气储罐、所述气源阀、所述星上气瓶和所述加注阀进行恒温控制，当达到所述第二预设时间，则停止对所述氙气储罐、所述气源阀、所述星上气瓶和所述加注阀的恒温控制；

d.打开氦气阀和加注阀，通过氦气瓶对星上气瓶充入氦气，当绝压压力表的显示示数稳定后，关闭所述氦气阀；通过纯度分析仪分析所述星上气瓶的氦气纯度是否满足预设氦气纯度，若所述星上气瓶的氦气纯度不满足预设氦气纯度，则打开放气阀，当所述绝压压力表的显示示数降到预设放气压强时，关闭放气阀；

d’.重复步骤d，若所述星上气瓶的氦气纯度满足预设氦气纯度，则关闭放气阀；

e.启动真空泵，打开加注阀、真空阀和回收阀，通过所述真空泵对星上气瓶、回收装置和第二连接管道抽真空，当所述星上气瓶、回收装置和所述第二连接管道的真空度均达到预设标准压强时，关闭所述加注阀、所述真空阀和所述回收阀各自对应的阀门，并关闭所述真空泵，停止对所述星上气瓶、所述回收装置和所述第二连接管道抽真空；

f.打开加注阀，根据预设的打开时间和间隔时间打开气源阀，当第三连接管道的压力达到预设范围，且绝压压力表的显示示数稳定时，通过纯度分析仪分析所述星上气瓶的氙气纯度是否满足预设氙气纯度，若所述第三连接管道的氙气纯度不满足预设氙气纯度，则打开回收阀，当所述绝压压力表的显示示数降到预设回收压强时，关闭回收阀；

f’.重复步骤f，若所述星上气瓶的氙气纯度满足预设氙气纯度，则关闭回收阀；

g.打开气源阀和加注阀，通过启动电加热器对氙气储罐中的气态氙加热，使得所述氙气储罐中的液态氙加注到星上气瓶中，通过星上气瓶称重装置对所述星上气瓶称重，当所述星上气瓶的重量达到预设重量,则关闭气源阀和加注阀；

h.打开回收阀，对连接气源阀、加注阀和回收阀的第三连接管道中的氙气进行回收，当所述绝压压力表的显示示数降到所述预设回收压强时，关闭回收阀。

优选的，所述第一连接管道为用于连接真空泵、加注阀、真空阀、回收阀、星上气瓶和回收装置的连接管道；

所述第二连接管道为用于连接真空泵、加注阀、真空阀、回收阀、星上气瓶和回收装置的连接管道；

所述第三连接管道为氙气储罐、气源阀、加注阀和星上气瓶之间的连接管道。

优选的，所述预设标准压强为用于判断真空泵是否完成对氙气加注系统抽真空的值。

优选的，所述预设放气压强为用于判断氙气加注系统的气体是否完成排放的值；

所述预设回收压强为用于判断氙气加注系统的气体是否完成回收的值。

优选的，所述第一预设时间为预先设置的恒温箱第一次对氙气储罐、气源阀、星上气瓶和加注阀进行降温的时间；

所述第二预设时间指预先设置的恒温箱第二次对氙气储罐、气源阀、星上气瓶和加注阀进行降温的时间。

此方法的有益效果是：首先通过恒温箱对氙气储罐进行降温，使得氙气储罐中的氙为气液两相饱和状态，以便在重力作用下使液态氙处于氙气储罐的下部，气态氙处于氙气储罐的上部；然后直接通过氙气储罐顶部的电加热器对氙气储罐上部的气态氙进行加热，以增大氙气储罐的压力，通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中，一次性完成加注。不需要先将氙气储罐中的氙气通过压差流入高压容器中，再通过压差使得高压容器中的氙气流入星上气瓶中，如此循环以完成整个加注过程，精简了氙气加注系统，也不需要受到高压容器对氙气量的限制，提高了加注速度和加注密度。

附图说明

图1是基于本发明方法的系统组成示意图；

图2是本发明方法的流程示意图。

附图中，各标号所代表的部件如下：1、氙气储罐，2、电加热器，3、气源阀，4、星上气瓶，5、加注阀，6、星上气瓶称重装置，7、真空泵，8、真空阀，9、氦气阀，10、氦气瓶，11、放气阀，12、回收装置，13、回收阀，14、绝压压力表，15、纯度分析仪，16、恒温箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，氙气加注系统包括氙气储罐1、电加热器2、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5、星上气瓶称重装置6、真空泵7、真空阀8、氦气阀9、氦气瓶10、放气阀11、回收装置12、回收阀13、绝压压力表14、纯度分析仪15和恒温箱16；

其中，电加热器2设置在氙气储罐1的顶部，氙气储罐1经气源阀3和加注阀5与星上气瓶4连接；

真空泵7经真空阀8、绝压压力表14、纯度分析仪15和加注阀5与星上气瓶4连接；

氦气瓶10经氦气阀9、绝压压力表14、纯度分析仪15和加注阀5与星上气瓶4连接；

回收装置12经回收阀13、绝压压力表14、纯度分析仪15和加注阀5与星上气瓶4连接；

星上气瓶称重装置6设置在星上气瓶4的下方；

放气阀11经加注阀5与星上气瓶4连接；

氙气储罐1、电加热器2、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5和星上气瓶称重装置6放置在恒温箱16内。

具体地，首先通过恒温箱16预先对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行降温，当氙气储罐1的温度为0℃时，基于第一预设时间对氙气储罐1进行恒温控制。其中，第一预设时间指预先设置的恒温箱16第一次对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行降温的时间。本实施例中的第一预设时间设置为4小时，也可以设置为更长时间。将第一预设时间设置为4小时，可以使氙气储罐的温度达到平衡，同时也可以缩短前期处理时间，提高工作效率。

由于氙气临界温度为16.6℃，因此，当氙气储罐1的温度为0℃时，氙气储罐1中的氙处于气液两相饱和状态。该温度可以根据加注密度做调整，本文加注目标为1500kg/m³，因此选择0℃，如果加注密度更高，可以选择更低温度。可以理解地，当氙处于气液两相饱和状态时，在重力作用下液态氙处于氙气储罐1的下部，气态氙处于氙气储罐1的上部。将电加热器2放置在氙气储罐1的顶部，可以实现只对气态氙进行加热，不对液态氙加热，以实现通过增加氙气储罐1的压力将处于氙气储罐1下部的液态氙加注到星上气瓶中。

当基于第一预设时间对氙气储罐完成恒温控制后，启动真空泵7，打开加注阀5、真空阀8和回收阀13，对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空，当上述加注阀5、真空阀8和回收阀13，对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道的真空度均达到预设标准压强时，关闭上述加注阀5、真空阀8和回收阀13对应的阀门，并关闭真空泵，停止对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空。其中，第一连接管道指用于连接真空泵7、加注阀5、真空阀8、回收阀13、星上气瓶4和回收装置12的连接管道。其中，预设标准压强指用于判断真空泵是否完成对氙气加注系统抽真空的值，该预设标准压强可以由工作人员根据实际情况设置，本实施例中的预设标准压强设置为5Pa时，效果较好。

当停止对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空后，打开恒温箱16，对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5进行温度控制，当氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5温度均为0℃时，则基于第二预设时间对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行恒温控制，当达到第二预设时间，则停止对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5的恒温控制。其中，第二预设时间指预先设置的恒温箱16第二次对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行降温的时间。本实施例中的第二预设时间设置为0.5小时，既能满足降温需求，又不会浪费时间，提高工作效率。

在完成对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5的温度控制后，打开氦气阀9和加注阀5，向星上气瓶4充入氦气，压力0.5MPa，绝压压力表14的显示示数稳定后，关闭氦气阀9。本实施例中绝压压力表的显示示数在预设稳定时间内(如1min)处于预设波动范围(如波动不超过±0.03MPa)，则表示该显示示数稳定。然后通过纯度分析仪15进行上述连接管道中的氦气纯度进行分析，当氦气纯度不满足预设氦气纯度，则打开放气阀11，当绝压压力表14的显示示数降到预设放气压强时，则表示氙气加注系统中的氦气放气结束，关闭放气阀11；若星上气瓶4的氦气纯度满足预设氦气纯度，则关闭放气阀11。其中，预设氦气纯度指用于判断氙气加注系统中的氦气是否满足要求的值。本实施例中的预设氦气纯度为O₂≤2ppm，H₂O≤2ppm。预设放气压强指用于判断氙气加注系统的气体是否完成排放的值。本实施例中的预设放气压强设置为0.1MPa。

在关闭放气阀11后，启动真空泵7，打开加注阀5、真空阀8和回收阀13，通过真空泵7对星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道抽真空，当星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道的真空度均达到预设标准压强(如5Pa)时，关闭加注阀5、真空阀8和回收阀1对应的阀门，并关闭真空泵7，停止对星上气瓶4、回收装置12和连接管道抽真空。其中，第二连接管道指用于连接真空泵7、加注阀5、真空阀8、回收阀13、星上气瓶4和回收装置12的连接管道。

当停止对星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道抽真空后，需要分析第三连接管道中氙气的纯度。由于本实施例中的氙气储罐1通入第三连接管道中时为液态氙，因此，第三连接管道中不能进入太多液态氙，只能进入少量液态氙。当少量液态氙进入第三连接管道时，由于压力降低，液态氙会发生气化，可获得氙气，使纯度分析仪15完成对第三连接管道中氙气纯度的分析。具体操作过程为：步骤一：打开加注阀5，根据预设的打开时间(如0.25s)和间隔时间(如1s)打开气源阀3，给第三连接管道充入氙气，当第三连接管道的压力达到预设加注范围，且绝压压力表14的显示示数稳定后，通过纯度分析仪15对第三连接管道进行氙气纯度分析，当第三连接管道的氙气纯度不满足预设氙气纯度，则打开回收阀13，当绝压压力表14的显示示数降到预设回收压强时，关闭回收阀13。步骤二：重复步骤一，当第三连接管道的氙气纯度满足预设氙气纯度，则关闭回收阀13。其中，第三连接管道指氙气储罐1、气源阀3、加注阀5和星上气瓶4之间的连接管道。氙气纯度分析预设压力范围指加注在第三连接管道中用于进行氙气纯度分析的液态氙的数值范围。本实施例中的氙气纯度分析预设压力范围设置为0.4MPa-0.6MPa。其中，预设氙气纯度指用于判断氙气加注系统中的氙气纯度是否满足要求的值。本实施例中设置的预设氙气纯度为O₂≤2ppm，H₂O≤2ppm。预设回收压强指用于判断氙气加注系统的气体是否完成回收的值。本实施例中的预设回收压强设置为0.2MPa。

当第三连接管道的氙气纯度满足预设氙气纯度，则关闭回收阀13后，打开气源阀3和加注阀5，将氙气储罐1中的液态氙加注到星上气瓶4中。液态氙在不断加注到星上气瓶4的过程中，由于氙气储罐1中的压力不断降低，部分液态氙会在连接管道和星上气瓶4内发生气化，使星上气瓶4内的压力升高，氙气储罐1和星上气瓶4压力间的压差减小，加注速度会变慢，一段时间后两端压力相同，加注停止。此时，需要打开电加热器2对氙气储罐1中气态氙进行加热，使氙气储罐1中的气态氙受热膨胀，压力升高，挤压下部液态氙通过连接管道进入星上气瓶4。

在加注过程中，通过星上气瓶称重装置6对星上气瓶4进行实时称重，当星上气瓶4的重量达到预设重量,则表示星上气瓶4中的液态氙已达到要求,此时，关闭气源阀3和加注阀5。打开回收阀13，对氙气加注系统中的氙气进行回收，当绝压压力表的显示示数降到预设回收压强时，则表示回收结束后，关闭回收阀13，氙气加注过程完成。

通过将氙气储罐1、电加热器2、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5和星上气瓶称重装置6放置在恒温箱中，以实现对氙气储罐1、电加热器2、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5和星上气瓶称重装置6进行温控。

进一步地，如图1所示，绝压压力表14和纯度分析仪15连接在加注阀5的上游，星上气瓶称重装置6放在星上气瓶4的下面。

进一步地，如图1所示，本实施例中的气源阀3、加注阀5、真空阀8、氦气阀9、放气阀11和回收阀13互相连接，以保证整个氙气加注过程的顺利进行。

优选地，如图1所示，氙气加注系统中的氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5、真空泵7、真空阀8、氦气阀9、氦气瓶10、放气阀11、回收装置12、回收阀13、绝压压力表14和纯度分析仪15通过连接管道连接。

具体地，由于氙气加注系统的压力较高，需采用承压性较强连接管道，因此本实施例中的连接导管采用高压金属硬管。

优选地，连接管道的长度为l。

为了尽可能节约氙气，减少浪费，本实施例中的连接管道的长度尽可能短，具体长度可根据实际情况确定。

具体地，用于连接氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5、真空泵7、真空阀8、氦气阀9、氦气瓶10、放气阀11、回收装置12、回收阀13、绝压压力表14和纯度分析仪15的连接管道的长度l根据实际情况尽可能短，可以有效减少氙气回收量。

优选地，氙气储罐1的出口位置设置在氙气储罐1的下方，出口位置在竖直方向上高于星上气瓶4。

具体地，将氙气储罐1的出口位置设置在氙气储罐1的下方，并且将氙气储罐1的出口位置在竖直方向上高于星上气瓶4，以实现利用重力作用将液态氙排出到星上气瓶4。

优选地，绝压压力表14的显示示数小于氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4、加注阀5、真空阀8、氦气阀9、氦气瓶10、放气阀11、回收装置12、回收阀13、纯度分析仪15和连接管道中最小的耐压压力值。

具体地，通过设置显示示数小于氙气储罐、气源阀、星上气瓶、加注阀、真空阀、氦气阀、氦气瓶、放气阀、回收装置、回收阀、绝压压力表、纯度分析仪和连接管道中最小的耐压压力值，以保证氙气加注系统的安全运行。

进一步地，为了保护氙气加注系统的安全，当显示示数达到安全告警值时，则启动氙气加注系统的报警装置，以提示工作人员及时做出调整。本实施例中的安全告警值设置为最小的耐压压力值的80％。

本发明的有益效果是：首先通过恒温箱16对氙气储罐1进行降温，使得氙气储罐1中的氙为气液两相饱和状态，以便在重力作用下使液态氙处于氙气储罐的下部，气态氙处于氙气储罐的上部。然后启动真空泵对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空，使得星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道的真空度达到预设标准压强。直接通过氙气储罐顶部的电加热器对氙气储罐上部的气态氙进行加热，以增大氙气储罐的压力，通过增加氙气储罐的压力将处于氙气储罐下部的液态氙挤压到星上气瓶中，一次性完成加注。不需要先将氙气储罐中的氙气通过压差流入高压容器中，再通过压差使得高压容器中的氙气流入星上气瓶中，如此循环以完成整个加注过程，精简了氙气加注系统，也不需要受到高压容器对氙气量的限制，提高了加注速度和加注密度。

如图2所示，一种氙气加注方法，包括：

a.通过恒温箱16对氙气储罐1进行降温，当氙气储罐1的温度为0℃(对应本实施例中的加注密度1500kg/m³)时，基于第一预设时间对氙气储罐1进行恒温控制，当达到第一预设时间，则停止对氙气储罐1的恒温控制；

b.启动真空泵7，打开加注阀5、真空阀8和回收阀13，通过真空泵7对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空，当星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道的真空度均达到预设标准压强时，关闭加注阀5、真空阀8和回收阀13各自对应的阀门，并关闭真空泵7，停止对星上气瓶4、回收装置12和第一连接管道抽真空；

c.打开恒温箱16，通过恒温箱16对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行温度控制，当氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5温度均为0℃时，则基于第二预设时间对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行恒温控制，当达到第二预设时间，则停止对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5的恒温控制；

d.打开氦气阀9和加注阀5，通过氦气瓶10对星上气瓶4充入氦气，当绝压压力表14的显示示数稳定后，关闭氦气阀9；通过纯度分析仪15分析星上气瓶4的氦气纯度是否满足预设氦气纯度，若星上气瓶4的氦气纯度不满足预设氦气纯度，则打开放气阀11，当绝压压力表14的显示示数降到预设放气压强时，关闭放气阀11；

d’.重复步骤d，若星上气瓶4的氦气纯度满足预设氦气纯度，则关闭放气阀11；

e.启动真空泵7，打开加注阀5、真空阀8和回收阀13，通过真空泵7对星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道抽真空，当星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道的真空度均达到预设标准压强时，关闭加注阀5、真空阀8和回收阀13各自对应的阀门，并关闭真空泵7，停止对星上气瓶4、回收装置12和第二连接管道抽真空；

f.打开加注阀5，根据预设的打开时间和间隔时间打开气源阀3，当第三连接管道的压力达到氙气纯度分析预设压力范围，且绝压压力表14的显示示数稳定时，通过纯度分析仪15分析星上气瓶4的氙气纯度是否满足预设氙气纯度，若第三连接管道的氙气纯度不满足预设氙气纯度，则打开回收阀13，当绝压压力表14的显示示数降到预设回收压强时，关闭回收阀13；

f’.重复步骤f，若星上气瓶4的氙气纯度满足预设氙气纯度，则关闭回收阀13；

g.打开气源阀3和加注阀5，通过启动电加热器2对氙气储罐1中的气态氙加热，使得氙气储罐1中的液态氙加注到星上气瓶4中，通过星上气瓶称重装置6对星上气瓶4称重，当星上气瓶4的重量达到预设重量,则关闭气源阀3和加注阀5；

h.打开回收阀13，对连接气源阀3、加注阀5和回收阀13的第三连接管道中的氙气进行回收，当绝压压力表14的显示示数降到预设回收压强时，关闭回收阀13。

优选地，第一连接管道为用于连接真空泵7、加注阀5、真空阀8、回收阀13、星上气瓶4和回收装置12的连接管道；

第二连接管道为用于连接真空泵7、加注阀5、真空阀8、回收阀13、星上气瓶4和回收装置12的连接管道；

第三连接管道为氙气储罐1、气源阀3、加注阀5和星上气瓶4之间的连接管道。

优选地，预设标准压强为用于判断真空泵是否完成对氙气加注系统抽真空的值。

优选地，预设放气压强为用于判断氙气加注系统的气体是否完成排放的值；

预设回收压强为用于判断氙气加注系统的气体是否完成回收的值。

优选地，第一预设时间为预先设置的恒温箱16第一次对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行降温的时间；

第二预设时间指预先设置的恒温箱16第二次对氙气储罐1、气源阀3、星上气瓶4和加注阀5进行降温的时间。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。