Устройство для определения значения тока на пятно в электрическом разряде

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА НА ПЯТНО В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ, содержащее разрядный .контур с двумя параллельно расположеншлми в магнитном поле электродами , один из которых разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные с шиной нулевого потенциала с входом блока регистрации , отличающееся тем, что, с целью повышения точности, одна из частей раздельнсгго электрода выполнена в виде зонда и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда на уровне рабочей поверхности электрода, причем площадь торцовой поверхности зонда выбрана из условия ,5з, где Sf - площадь торцовой поверх (Л ности зонда; S - максимальная Площадь единичного пятна; Sj- площадь поверхности электрода , приходящейся на одно рятно.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (ll) 4(51)G 01 R 19/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " ::- . /

В POTOPCktOMV СВСССУЕПЬСУВУ !

У )2 )1 3 площадь торцовой поверхности зонда; максимальная площадь еди- С ничного пятна; площадь поверхности электрода, приходящейся на одно пятно. где 5, 5 (21) 3701346/24-21 (22) 09.11.83 (46) 15.07.85. Бюл, Ф 26 (72) Л.А.Стрелков и А.А.Янковский (71) Ордена Трудового Красного

Знамени институт физики АН БССР и Ижевский механический институт (53) 621.317.7(088.8) (56) 1. Раковский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М., "Наука", 1970, с. 536.

2. Янковский А.А. и др. Исследование перемещения оснований канала и облака импульсного разряда в магнитном поле но пространственно разделенным катодам равного потенциала. -Журнал прикладной спектроскопии, 1974, т. 20, У 3, с. 378-384. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ЗНАЧЕНИЯ ТОКА НА ПЯТНО В ЭЛЕКТРИ.ЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ, содержащее разрядный ,контур с двумя параллельно располо-женными в магнитном поле электродами, один из которых разделен на две изолированные друг от. друга части, электрически связанные с шиной нулевого потенциала с входом блока регистрации, о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, одна из частей раздельного электрода выполнена в виде зонда и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда на уровне рабочей поверхности электрода, причем площадь торцовой поверхности зонда выбрана из условия

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в аппаратуре эмиссионной спектроскопии при разработке и создании плазмотронов, 5 выключающих механизмов и т.д.

Известно устройство для определения значения тока на пятно в электрическом разряде, содержащее разрядный контур с электродами, связанными с "lp блоком регистрациИ, в. котором средний ток на одно пятно определяется как отношение значения тока разряда в данный момент времени к полному числу одновременно существующих опор!5 ных пятен (1f.

Недостаток известного устройства заключается в низкой точности, обусловленной невозможностью определения значения тока на пятна различных раз - 20, меров, изменением тока с течением времени, а также фиксацией значения тока лишь на группу пятен.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения 25 значения тока на пятно в электричес- ком разряде, содержащее разрядный контур с двумя параллельно расположенными в магнитном поле электродами, один из которых разделен на две изо- щ лированные друг от друга части, электрически связанные с шиной нулевого потенциала и входом блока регистрации. Принцип действия известного устройства основан на том, что при движении токопроводящего канала и облака разряда в поперечном магнитном поле под действием силы Ампера-одно из оснований канала, движущееся вдоль разделенного электрода, в про- 40 цессе разряда переходит с одной части электрода на другую, вследствие чего происходит перераспределение тока между двумя частями электрода.

При этом группы пятен образуются на обеих его частях. Токи, проходящие через части этого электрода, регистрируются осциллографом (2) .

Недостаток указанного устройства также состоит в том, что оно не позволяет установить достоверно зна-, чения тока на пятна различных размеров и выявить соответствие между импульсом тока и пятном, через которое проходит этот импульс. 55

Целью изобретения является повьппение точности измерительного устройства.

15 2

Поставленная цель достигается. тем, что.в устройстве для определения значения тока на пятно в электрическом разряде, содержащем разрядный контур с двумя параллельно расположенными в магнитном поле электродами, один из которых разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные с шиной нулевого потенциала и входом блока регистрации, одна из частей разделенного электрода выполнена в виде зонда и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда на уровне рабочей поверхности электрода, причем площадь торцовой поверхности зонда выбрана из условия - " 5 - з, (1) где 5> — площадь торцовой поверхности зонда;

Ь вЂ” максимальная площадь единичного пятна;

, — площадь поверхности электрода, приходящейся на одно пятно

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства для определения значения тока на пятно в электрическом разряде.

Устройство содержит разрядный контур, в который входят батарея 1 электролитнческих конденсаторов, низкоомные резисторы (щупы) 2-4, катушка 5 индуктивности, параллельно расположенные в магнитном поле электроды

6 и 7. Электрод 7 разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные через резисторы 3 и 4 с шиной 8 нулевого потенциала и входом блока 9 регистрации (осциллографа). Одна из частей разделенного электрода 7 выполнена в виде цилиндрического зонда 10 и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда 10 на уровне рабочей поверхности электрода 7. Площадь торцовой поверхности зонда 10 выбрана из условия (1).

Требованием к взаимному расположению основной части электрода 7 и зонда 10 является их несоосность, но при этом торцовая поверхность зонда 10 и рабочая поверхность основной части электрода 7 должны совпадать. Если торцовая поверх

1167515

В результате определили: и",к максимальном токе разряда 1270+40 А пределы изменения тока на одно пятно, А: анод 340-360 (i = 350),.катод

270-360 (i = 340); средняя плотность тока на пятно, А/см : анод 5 10

3 катод 1.3- 10 ность зонда 1О будет выступать над поверхностью основной части электрода 7, то после инициирования разрядный ток потечет через зонд 10, что может привести к полному или частичному его оплавлению, т.е. образованию группы пятен. При заглублении зонда

10 внутрь отверстия основной части электрода 7 возрастают величина и сопротивление разрядного промежутisa и основание токопроводящего канала будет огибать отверстие, не проникая внутрь и двигаясь по пути с

„наименьшим сопротивлением движению, т. е. только по рабочей поверх ности основной части электрода 7. При совпадении уровней рабочих поверхностей основная часть электрода

7 играет роль охранного кольца и, следовательно, значительно ослабляет краевые эффекты.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питания заряжается батарея 1 конденсаторов, При разряде разрядный ток проходит через .катушку 5 индуктивности, вокруг которой создается магнитное поле, электроды 6, 7 и резистор 3.

Вследствие взаимодействия магнитных полей катушки 5 индуктивности и

;разрядного тока, замыкающего элект.роды 6 и 7, канал разряда и его

:основания начинают двигаться вдоль электродов 6, 7 и при прохождении основания токопроводящего каналав месте расположения зонда 10 одно из опорных пятен образуется на торцовой поверхности последнего. При прохождении тока через зонд 10 на резисторе 4 происходит падение потен-4О циала, пропорциональное величине тока на пятно, которое фиксируется блоком

9 регистрации.

Введение зонда 10 через отверстие в основной части электрода 7 позволяет выделить единичное пятно с боль-шой вероятностью. Движение оснований токопроводящего канала за счет наличия магнитного поля предотвращает замыкание полного тока разряда на зонд 10 и при его расположении на раэличных расстояниях от места инициирования разряда позволяет исследовать условия образования пятен на различных стадиях разряда.

При проведении эксперимента импульсные разряды получали от батареи

1 электролитических конденсаторов емкостью 700 мкФ, заряжаемой до напряжения 300 В. Сопротивления резисторов (шунтов) 2-4 класса точности

0,5 составляли 1,5 10 Ом. Катушка

5 индуктивностью 14 мкГн включалась в разрядный контур последовательно с мэжэлектродным промежутком.

В качестве сменного зонда 10 использовали медную проволоку диаметром 0,62 мм и длиной до 20 мм.

Торцовую поверхность шлифовали, а затем полировали пастой ГОИ до

7-8 класса чистоты обработки поверхности. Боковую поверхность зонда

10 покрывали изолирующим,цапонлаком.

Подставной .электрод-анод 6и основную часть электрода-катода 7 изготавливали также из меди. Сигналы с резисторов 2-4 регистрировали импульсным осциллографом ОК-17М.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет непосредственно измерить значение тока, проходящего через одно пятно, и зарегистрировать изменение этого тока с течением времени. Погрешность измерения тока на пятно в устройстве определяется погрешностью осциллографического метода измерения, которая не превышает 10 . Погрешность же измерения значения тока в известном устройстве (2» может достигать 30-40Х вследствие зависимости значения тока на пятно от положения пятна относительно оси токопроводящего канала и облака рс-зряда.

Составитель Л. Морозов

Редактор И. Рыбченко ТехредЛ.Иикещ,. Корректор С. Черни

Ю

Заказ 4431/43 Тираж 748 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",. г. Ужгород, ул. Проектная, 4