Устройство для измерения электронной концентрации в столбе плазмы
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
l99934
CoNs Ссаетских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 04.V.1966 (№ 1074617/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 26.1.1968. Бюллетень № 5
Кл. 21а4, 71
MHK G 01r
УДК 621.372.8(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Сосете Министрое
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ
КОНЦEHTPAllÈH В СТОЛБЕ ПЛАЗМЫ о (О макс—
При уменьшении
1
Известны устройства для измерения электронной концентрации в плазме, в KQTopbIx газоразрядная трубка помещается в прямоугольный волновод. Такие устройства содержат СВЧ-генератор и индикатор проходящей волны. Максимальную электронную концентрацию плазмы, которая в газоразрядной трубке располагается по оси, определяют путем измерения частоты, при которой происходит отражение СВЧ-сигнала от плазмы.
Целью данного изобретения является определение концентрации на различных расстояниях от оси. Для этого разрядная трубка установлена вплотную к одной из узких стенок волновода, а вторая узкая стенка имеет напротив разрядной трубки подвижной плунжер с согласующими переходами.
На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.
В волноводе 1 расположена разрядная трубка 2 вплотную к одной из узких стенок 8 волновода. Противоположная узкая стенка 4 является подвижным плоским плунжером и обладает согласующими переходами 5, которые обеспечивают плавный переход от размера а к размеру а волноводов б и 7, к которым подключены СВЧ-генератор и индикатор.
Прижимы 8 и шарнирные соединения 9 обеспечивают контакт в месте соприкосновения пластин 10 с подвижным плунжером.
Вначале определяют максимальную концентрацию У„с . Это можно сделать известными способами. Обычной формой плазмы является круговой цилиндр радиуса R. При
5 этом концентрация максимальна по оси цилиндра, а распределение симметрично. Из волновода б поступает основная волна Н1с, имеющая частоту ж. Перемещением стенки 4 добиваются выполнения условия.
10 2(а R) (Х(2а, (1)
2сс где Х= — (с — скорость света) . Тогда коэффициент прохождения волны Н„через
15 участок с плазмой будет близок к 1 пока о до значения Q„,„,, при выполнении усло20 вия (1) и при некотором а = ас мощность сигнала, поступающего в волновод 7, резко падает (практически до нуля) . Тогда
2 макс
Л макс — ° (2)
4-, с
Максимальное значение концентрации
Умакс имеет место при r =0 (на оси цилиндра). При r ) 0 концентрация N(r) (Ммакс.
Положение слоя с концентрацией No ——
50 = N„,„, — ЛУ определяется следующим образом.
199934
При а = ао и в = й„,„, сечение А — А на чертеже является критическим для волны
Н,, так как плазма при r = О имеет критическую концентрацию, а эффективный размер
Х 5 волновода равен а = ас — Я(—, то есть
2 является запредельным для волны Н,о. Часто(4-.сФ, 1д/ та сигнала уменьшается до о1 ——
При частоте о1, которая меньше йм,„,, сечение А — А остается критическим для волны
Н1 и сигнал в волноводе 7 отсутствует. Далее увеличивается размер а волновода 1. 15
При некотором а = ас + (Ла),1 происходит резкое увеличение сигнала в волноводе 7. Это означает, что сечение А — А перестало быть критическим для волны Н с, то-есть расстояние между подвижной стенкой 4 и отражаю- 2О щим слоем плазмы с концентрацией У) N« стало больше половины длины волны Х,:
Л, —,.с
Я (3)
С учетом выражения (3) координата r„слоя с концентрацией ¹, равна —,.c
ri — — ас+ (Ла), — R — — (4) (01
Таким образом, измеряя о1 и смещение узкой стенки (Ла),» при котором в волноводе 7 вновь появляется сигнал, можно определить местоположение слоя плазмы с концентрацией
2 > т №=
4;сс
Аналогично определяются местоположения слоев с другой концентрацией
Предмет изобретения
Устройство для измерения электронной концентрации в столбе плазмы, содержащее прямоугольный волновод, к которому подключен
СВЧ-генератор, разрядную трубку, расположенную внутри волновода перпендикулярно к его широкой стенке, а также индикатор проходящей волны, отличающееся тем, что, с целью определения концентрации на различных расстояниях от оси столба плазмы, разрядная трубка установлена вплотную к одной из узких стенок волновода, а вторая узкая стенка имеет напротив разрядной трубки подвижной плоский плунжер с согласующими переходами и два прижима, расположенных по бокам плунжера и обладающих шарнирными соединениями со скользящими контактами и пружинными прижимами.
