Устройство для измерения электропроводности

405077

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЙЬСТВУ

Союз СоеетскиЪ

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 24.ill.1972 (№ 1762817/18-10) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22.Х,1973. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 28.III.1974

М. Кл. б 01г 27/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.317.331(088.8) Авторы изобретения

Н. В. Ермохин, П. П. Кулик и В. А. Рябый

Заявитель

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ

ПАРОВ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к устройствам для физических лабораторных исследований свойств плазмы.

Известно устройство для измерения электропроводности паров металлов, состоящее из вертикальной геометрической ампулы с внешними нагревателями, двух плоских измерительных электродов, электр оизолято ров и расположенного в нижней части амплитуды резервуара для жидкого исследуемого металла.

Однако такое устройство имеет невысокую точность измерений при давлении насыщенного пара около и более атмосферного из-за возрастающего влияния конвенции паров вблизи измерительных поверхностей на ста-. бильность измеряемых электрических параметров.

Кроме того, из-за снижения прочности ампулы по мере нагрева трудно получить давление пара, существенно большее атмосферного.

Измерение давления паров исследуемого металла в ампуле осложнено необходимостью .знания положения мениска жидкости в ампуле и его температуры для определения давлечия по кривой насыщения металлов, которая предполагается известной.

Цель изобретения — повышение давления плазмы и упрощение его регистрации.

Это достигается благодаря тому, что в устройстве жидко-металлический резервуар ампулы выполнен в виде V-образного сосуда, объем открытой части которого превышает объем остальных участков внутренней полости ампулы.

Для повышения точности измерения электропроводности плазмы в устройстве верхний электрод выполнен в виде неподвижного глухого верхнего торца корпуса ампулы, верхний участок подвижного нижнего электрода вплоть до его измерительного торца окружен сплошным металлическим цилиндром,,неподвижно закрепленным в корпусе ампулы и

15 электрически изолированным от обоих электродов. Внешние нагреватели ориентированы относительно ампулы так, что обеспечивают максимальную температуру корпуса в его верхней части.

20 На чертеже показано предложенное устройство.

Устройство состоит из тугоплавкого .измерительного участка 1 ампулы, являющегося верхним электродом, внешних нагревателей 2, 25 3, 4 с охлаждаемыми тоководами 5, подвижного элсктрода 6, металлокерамических узлов

7, 8, резервуаров 9, 10 с жидким металлом, сообщаюшихся между собой трубкой 11, причем объем резервуара 10 превышает суммар30 ный объем полости ампулы и тпубки 11, силь405077 фона 12, обеспечивающего перемещение электрода 6, металлического цилиндра 13, выполняющего роль охранного электрода, и измерительных выводов 14, 15 и 16. Устройство смонтировано в камере 17 на днище 18, ампула закреплена нееподвижно относительно печки, состоящей,из нагревателей 2 и 3.

Устройство работает следующим образом.

Внешнюю камеру откачивают до глубокого вакуума, прогревают ампулу и резервуар 10 для удаления газов из металлической конструкции, при температуре узла выше температуры плавления исследуемого вещества заливают последнее в резервуар в количестве, превышающем объем полости ампулы и трубки 11, и запускают в камеру инертный газ до заданного давления. С помощью нагревателя доводят температуру измерительного участка до рабочего уровня, превышающего температуру кипения исследуемого металла при заданном давлении.

Регулировкой нагревателя 3 добиваются плавного снижения температуры ампулы в направлении сверху вниз. При этом уровень жидкого металла устанавливается автоматически там, где температура ампулы равна температуре кипения при имеющемся давлении. Регулировку нагревателя 3 прекращают после вывода мениска металла в ампулу ниже металлокерамических узлов 7 и 8. На установившемся режиме давление в ампуле отличается от внешнего - давления на величину разности гидростатических напоров жидкости в резервуарах 9 и 10, что нетрудно учесть при необходимости точной регистрации давления паров в ампуле.

Далее с помощью выводов 14, 15 и 16 регистрируют вольт-амперные характеристики плоского межэлектродного промежутка при различных зазорах между электродами 1 и

6, и на основании закона Ома определяют электропроводность плазмы.

Таким образом, на рабочем режиме ампула находится в разгруженном состоянии, поэтому давление плазмы в ней может быть увеличено до предела, ограничивающего давление нейтрального газа в камере. Кроме того, расположение межэлектродного зазора в верхней части ампулы, нагретой до наибольшей температуры, исключает возмож5 ность ко иве ктив ного пер емешивания исследуемого пара вблизи собирающих поверхностей электродов.

При выключении установки плавно снижают температуру одновременно по всему трак10 ту рабочего узла, в результате чего исследуемый металл заполняет полости ампулы и трубки 11. При повторных включениях установки после создания в камере требуемого давления нейтрального газа и расплав15 ления металла в ампуле разогрев последней осуществляют, начиная с верхней точки ампулы путем повышения нагревателя 2.

Предмет изобретения

20 1. Устройство для измерения электропроводности паров металлов, состоящее из вертикальной геометрической ампулы с внешними нагревателями, двух плоскопараллельных измерительных электродов, электроизоляторов

25 и резервуара с жидким исследуемым металлом, отличающееся тем, что, с целью увеличения давления плазмы и упрощения его регистрации, >кидкометаллический резервуар ампулы выполнен в виде V-образного сосуда, 30 объем открытой части которого превышает объем остальных участков внутренней полости ампулы.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения

35 электропроводности плазмы, в нем верхний электрод выполнен в виде неподвижного глухого верхнего торца корпуса ампулы, верхний участок подвижного нижнего электрода вплоть до его измерительного торца окружен

40 сплошным металлическим цилиндром, неподвижно закрепленным в корпусе ампулы и электрически изолированным от обоих электродов, и внешние нагреватели ориентированы относительно ампулы так, что обеспечи45 вают максимальную температуру корпуса в его верхней части.

405077

Составитель В, Степанов

Техред Л. Богданова

Корректор М. Лейзерман

Редактор Т. Рыбалова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 660/10 Изд, № 2090 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-З5, Раушская иаб., д. 415