Устройство для получения газоразрядной плазмы
Область техники: газоразрядная техника, может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях для различных целей. Сущность: устройство для получения газоразрядной плазмы включает соосно-расположенные цилиндрический полый катод и анод, разделенные изолятором. При этом анод имеет форму кольца с диаметром, равным диаметру катода. Электроды имеют продольный разрез в направлении оси устройства. Технический результат: получение тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях при одинаковом с прототипом напряжении питания, а также исключение азимутальной неоднородности ТР. (1 п. ф-лы, 1 фиг.)
Применение
Полезная модель относится к газоразрядной технике и может быть использована для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях для различных целей.
Уровень техники
Известно газоразрядное устройство, содержащее полый катод в виде прямого кругового цилиндра, в полости которого установлен анод, представляющий собой систему 24 стержней, параллельных образующей катода и расположенных равномерно на поверхности прямого кругового цилиндра с осью, параллельной образующей катода [1].
Известно также газоразрядное устройство, содержащее аноды и катоды в виде стержней, расположенных параллельно образующей газоразрядной трубки на одинаковых расстояниях друг от друга и от стенок трубки по окружности с центром на ее оси [2]. Система электродов образует разрядный промежуток в форме цилиндра, расположенного соосно с разрядной трубкой.
При надлежащем выборе давления и сорта газа, или смеси газов, и при подключении к электродам источника постоянного напряжения внутри цилиндрической поверхности, на которой расположена система стержней, зажигается ТР постоянного тока.
Известным газоразрядным устройствам [1-2] присущ ряд недостатков: азимутальная неоднородность реализуемой в них плазмы ТР; распад столба плазмы ТР на ряд неоднородных участков в магнитном поле. Это снижает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы, что ведет к уменьшению кпд газоразрядных устройств, а также накладывает ограничения на применимость данных устройств для решения ряда специализированных научно-технических задач.
Последнее устройство [2], как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.
Раскрытие полезной модели
Техническим результатом полезной модели является получение азимутально-однородного тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в газоразрядном устройстве, помещаемом в магнитное поле.
Технический результат достигается тем, что в газоразрядном устройстве, включающем цилиндрический полый катод и анод, новым является то, что, кольцевой анод с диаметром равным диаметру катода расположен соосно с ним и отделен от него
изолятором, причем в аноде и катоде выполнен продольный разрез параллельный оси устройства. Выполнение продольного разреза в электродах является необходимым условием корректной трактовки результатов экспериментов по помещению указанного устройства в магнитное поле.
Благодаря выполнению электродной системы в виде сплошного полого катода и кольцевого анода, с узким продольным разрезом вдоль оси, разделенных изоляторами, заявляемое газоразрядное устройство позволяет получить азимутально-однородный ТР достаточно большого объема в магнитных полях, в том числе импульсных, при одинаковом с прототипом напряжении питания, что увеличивает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы ТР.
В устройстве прототипе электроды расположены азимутально-неоднородно, что приводит к азимутальной неоднородности плазмы газового разряда.
Рассмотрим пример выполнения предлагаемого газоразрядного устройства. Его продольное сечение показано на фиг.1, где 1 - цилиндрическая разрядная камера, 2 - кольцевой анод, 3 - цилиндрический полый катоды, 4 - продольный разрез в электродах, 5 и 6 - изоляторы.
Катод 3 был изготовлен из оцинкованной стали толщиной 0.8 мм, анод 2 из меди.
Работает газоразрядное устройство следующим образом. После предварительной откачки в устройство напускают газовую смесь требуемого состава и требуемого давления. Затем к электродам 2 и 3 прикладывают постоянное напряжение величиной несколько сотен вольт. Тогда в устройстве зажигается ТР, область свечения которого представляет собой фигуру по форме близкую к конусу, повернутому основанием к аноду.
Продольный разрез 4 в электродах устройства выполнен из следующих соображений. При наложении осевого импульсного магнитного поля на электродную систему в ее электродах индуцируется круговой ток, порождающий в свою очередь магнитный поток направления противоположного первичному полю, который вносит искажения в ряд измерений, связанных с некоторыми применениями данного устройства.
На предприятии проведено расчетно-теоретическое обоснование работоспособности предложенного устройства, разработан и создан лабораторный стенд, проведен цикл экспериментальных исследований.
Испытания показали, что заявляемое устройство решает поставленную задачу с достижением указанного технического результата.
Применение данного газоразрядного устройства позволило увеличить кпд газоразрядных устройств, а также обеспечило решение ряда научно-технических задач связанных с использованием плазмы ТР помещаемой в магнитное поле.
Источники известности, принятые во внимание:
1. K.Rózsa, M.Jánossy, J.Bergou, L.Csillac, «Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system». Optics Communications, 1977, v.23, №1, p.15-18);
2. Волков Н.В., Осипов В.Н., Плотников С.М. Устройство для получения низкотемпературной плазмы // Авт. свид. №550081 опубликовано 07.10.81 БИ №37.
Устройство для получения газоразрядной плазмы, включающее цилиндрический полый катод и анод, отличающееся тем, что кольцевой анод с диаметром равным диаметру катода расположен соосно с ним и отделен от него изолятором, причем в аноде и катоде выполнен продольный разрез параллельный оси устройства.
