Способ зондовой диагностики плазмы и устройство для его осуществления



Способ зондовой диагностики плазмы и устройство для его осуществления
Способ зондовой диагностики плазмы и устройство для его осуществления
Способ зондовой диагностики плазмы и устройство для его осуществления

 

H05H1/00 - Плазменная техника (термоядерные реакторы G21B; ионно-лучевые трубки H01J 27/00; магнитогидродинамические генераторы H02K 44/08; получение рентгеновского излучения с формированием плазмы H05G 2/00); получение или ускорение электрически заряженных частиц или нейтронов (получение нейтронов от радиоактивных источников G21, например G21B,G21C, G21G); получение или ускорение пучков нейтральных молекул или атомов (атомные часы G04F 5/14; устройства со стимулированным излучением H01S; регулирование частоты путем сравнения с эталонной частотой, определяемой энергетическими уровнями молекул, атомов или субатомных частиц H03L 7/26)

Владельцы патента RU 2503158:

Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ" (RU)

Заявленная группа изобретений относятся к области электрофизики, в частности к технике диагностики плазмы, и может быть использована для измерения электронной концентрации и температуры нестационарной плазмы в широком диапазоне исследуемых параметров. Заявленный способ включает установку зонда в плазму, приложение к зонду дискретных ступенчатых импульсов напряжения, регистрацию вольтамперной характеристики, измеряют потенциал пространства плазмы, напряжение каждой последующей ступени в импульсе задают большим по сравнению с предыдущей, ступени формируют с временными интервалами между ними, во время которых потенциал на зонде устанавливают равным потенциалу пространства плазмы. При этом длительность каждой ступени и интервалы времени между ними устанавливают не менее времени восстановления квазинейтральности плазмы. Устройство для зондовой диагностики плазмы содержит источник питания, зонд, генератор дискретных ступенчатых импульсов напряжения и блок измерения, генератор запускающих импульсов, соединенный с генератором дискретных ступенчатых импульсов. Генератор дискретных ступенчатых импульсов состоит из блока коммутации, источников постоянной ЭДС и микропроцессора, управляющего блоком коммутации, а блок измерения включает набор переключаемых резисторов. Технический результат заключается в повышении точности определения параметров плазмы (концентрации и температуры). 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Группа изобретений относится к области электрофизики, в частности к технике диагностики плазмы, и может быть использована для измерения электронной концентрации и температуры нестационарной плазмы в широком диапазоне исследуемых параметров.

Из существующего уровня техники известен способ измерения электронной концентрации плазменных образований с помощью электрического зонда Ленгмюра [1-4], основанный на активном зондировании исследуемой плазмы током малой интенсивности. Суть способа заключается в том, что в плазму помещают металлический проводник (далее - зонд) различной формы - плоской, цилиндрической или сферической. С помощью внешнего источника напряжения задают потенциал зонда относительно одного из инициирующих разряд электродов (чаще всего находящегося под нулевым потенциалом). Регистрируют зависимость тока на зонд от подаваемого на него потенциала, т.е. снимают зондовую вольтамперную характеристику (ВАХ), по которой судят о концентрации электронов плазмы.

Из существующего уровня техники известны используемые в импульсных зондовых измерениях генераторы напряжения синусоидальной и пилообразной формы [1-3].

Эти устройства обеспечивают непрерывное изменение напряжения на электродах зонда. Т.к. толщина двойного слоя (ДС - возмущенная призондовая область) является непрерывной функцией потенциала [1], то его изменение приводит к движению границы ДС. В этом случае восстановление квазинейтральности плазмы за пределами ДС происходит с конечной скоростью [3, 4], что приводит к зависимости результатов зондовых измерений от скорости нарастания потенциала.

Недостатком данного типа устройств является то, что ток зонда регистрируется для неустановившегося режима, что приводит к погрешности в определении вольтамперных характеристик, а, следовательно, и в вычислениях концентрации и температуры плазмы.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ зондовой диагностики плазмы и устройство для его осуществления [5], позволяющие регистрировать параметры плазмы в течение одного импульса. Способ заключается в следующем. Напряжение с генератора дискретных ступенчатых импульсов подают на вводы зонда с такой частотой ступенчатого напряжения, при которой каждое следующее изменение напряжения на вводах зонда происходит только после окончания переходного процесса, вызванного предыдущим изменением напряжения. Снимают вольтамперную характеристику, по которой судят о параметрах плазмы. Устройство для зондовой диагностики плазмы содержит источник питания, зонд, к вводам которого присоединены генератор дискретных ступенчатых импульсов напряжения и регистрирующие вольтамперную характеристику приборы.

Недостатком способа и устройства [5] является различие потенциалов зонда и пространства плазмы на протяжении практически всего времени измерений. В этом случае в пределах двойного слоя плазма не восстанавливает квазинейтральности [6-8], что приводит к увеличению погрешности измерений электронной концентрации и температуры нестационарной плазмы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является определение параметров невозмущенной зондом плазмы и уменьшение погрешности измерений электронной концентрации и температуры нестационарной плазмы с помощью импульсного зонда, а также создание устройства, исключающего влияние скорости нарастания потенциала на результат зондовых измерений.

Раскрытие изобретения.

Техническим результатом является повышение точности определения параметров плазмы (концентрации и температуры).

Технический результат достигается тем, что в способе зондовой диагностики плазмы, включающем установку зонда в плазму, приложение к зонду дискретных ступенчатых импульсов напряжения, регистрацию вольтамперной характеристики, по которой определяют параметры плазмы, новым является то, что предварительно измеряют потенциал пространства плазмы, напряжение каждой последующей ступени в импульсе задают большим по сравнению с предыдущей, ступени формируют с временными интервалами между ними, во время которых потенциал на зонде устанавливают равным потенциалу пространства плазмы, причем длительность каждой ступени и интервалы времени между ступенями устанавливают не менее времени восстановления квазинейтральности плазмы.

Кроме того, возможно изменение длительности и амплитуды каждой ступени, а также интервалов времени между ступенями, что позволяет проводить исследования как стационарной, так и нестационарной плазмы в широком диапазоне концентраций (108-1013 см-3), а также с хорошим временным разрешением прописать профили кривых концентрации и температуры.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве для зондовой диагностики плазмы, содержащем источник питания, зонд, генератор дискретных ступенчатых импульсов напряжения и блок измерения, подключенные к зонду, новым является то, что устройство дополнительно содержит генератор запускающих импульсов, соединенный с генератором дискретных ступенчатых импульсов, причем генератор дискретных ступенчатых импульсов состоит из блока коммутации, источников постоянной ЭДС, подключаемых к зонду в запрограммированной последовательности блоком коммутации, и микропроцессора, управляющего блоком коммутации, а блок измерения включает набор переключаемых резисторов.

Источник питания гальванически развязан с сетью переменного напряжения.

В качестве источников постоянной ЭДС могут быть использованы промышленно выпускаемые аккумуляторы.

При увеличении потенциала ток на зонд не сразу достигает установившегося значения. В этом случае информацию о параметрах невозмущенной плазмы несет зондовая вольтамперная характеристика, построенная для установившихся значений тока. Если на зонд, в соответствии с [5], подавать ступенчато изменяющийся во времени потенциал, то параметры плазмы действительно измеряются для установившихся значений тока на зонд. Однако между измерениями (временной интервал между полками ступеней) восстановления квазинейтральности плазмы в пределах двойного слоя не происходит. Если на зонд подавать потенциал ступенчатой формы в соответствии с [5], то значения зондового тока и вычисленной по ним плотности электронов плазмы будут завышены.

Предварительное измерение потенциала пространства плазмы, а также то, что ступени формируют с временными интервалами, во время которых потенциал на зонде устанавливают равным потенциалу пространства плазмы позволяет избавиться от погрешности в измерениях вольтамперной характеристики. Потенциал пространства плазмы определяется по известным из уровня техники методикам [10, 11].

Напряжение каждой последующей ступени в импульсе задают большим по сравнению с предыдущей для того, чтобы определить зависимость тока зонда от подаваемого на него напряжения.

Длительность каждой ступени и интервалы времени между ступенями устанавливают не менее времени восстановления квазинейтральности плазмы для того, чтобы регистрировать параметры невозмущенной плазмы.

Изменение длительности каждой ступени позволяет проводить исследования с большей точностью. Вольтамперную характеристику необходимо регистрировать для установившихся значений тока на зонд. Другими словами, для восстановления квазинейтральности плазмы требуется некоторое время, которое в каждом конкретном опыте может существенно различаться, поэтому необходима возможность изменения длительности не только всего импульса, но также каждой отдельной ступени.

Изменение амплитуды каждой ступени позволяет исследовать плазму с любыми параметрами, т.к. в каждом конкретном эксперименте зависимость тока зонда от напряжения является уникальной характеристикой.

Изменение интервалов времени между ступенями позволяет увеличить скважность, зарегистрировать большее количество точек вольтамперной характеристики, и, соответственно, уменьшить погрешность в расчетах параметров плазмы.

На Фиг.1 приведена форма сигнала, подаваемого на ленгмюровский зонд, где Uпл - потенциал плазмы; t1i - время, необходимое для релаксации плазмы; t2i - длительность i ступени в импульсе напряжения.

На Фиг.2 представлена принципиальная блок-схема устройства, где (1) - источник питания; (2) - генератор запускающих импульсов; (3) - генератор дискретных ступенчатых импульсов, который в свою очередь состоит из микропроцессора (4), блока коммутации (5), источников ЭДС (6); (7) - зонд; (8) - блок измерения; (9) - осциллограф.

На Фиг.3 приведена принципиальная электрическая схема генератора дискретных ступенчатых импульсов.

Работа устройства.

Заявляемый способ реализуется следующим образом. Устанавливают одиночный или двойной электрический зонд в плазменную камеру. Создают в камере плазму и подают на зонд потенциал специальной формы (Фиг.1). При подаче первой ступени амплитудой Uст1 и длительностью t2i регистрируется зондовый ток, соответствующий установившемуся значению. После этого к зонду прикладывается напряжение Uпл, что позволяет устранить возмущение плазмы зондом, обусловленное явлением переходных процессов. Далее на зонд подается напряжение Uст2, длительностью t22, и процесс повторяется. Определяются вольтамперные характеристики для установившихся значений тока заряженных частиц на зонд. Далее, согласно известным методам обработки зондовых вольтамперных характеристик [1-3] определяют электронную концентрацию и температуру плазмы.

Алгоритм работы генератора дискретных ступенчатых импульсов заключается в следующем:

1. Переход микропроцессора (4) на выполнение бесконечного цикла программы: ожидание сигнала запуска с генератора запускающих импульсов (2) на пин РD2(Пуск);

2. При низком уровне напряжения (подается от генератора запускающих импульсов (2)), переход в подпрограмму обработки прерывания: выполнение подпрограммы формирования сигнала заданной формы;

3. Выполнение подпрограммы прерывания: последовательное включение пинов порта С (РС0…РС5) и порта В (РВ4, РВ5), через постоянный интервал времени (высчитывается и программируется исходя из заданных условий, определяет общую длительность импульса),

4. Последовательное включение пинов порта С и В, также последовательно открываются транзисторы (IRLR110) с помощью драйверов (IR2110). Здесь транзисторы (IRLR110) и драйверы (IR2110) это блок коммутации (5) (фигура 3). Таким образом происходит последовательное подключение источников ЭДС (6) и на выходе формируется сигнал заданной длительности и амплитуды (максимальная амплитуда определяется количеством и номинальным напряжением источников ЭДС).

5. Одновременное отключение пинов порта С и В, закрытие транзисторов и отключение всех источников ЭДС.

6. Выход из подпрограммы и переход в бесконечный цикл: ожидание следующего импульса от генератора запускающих импульсов (2).

На предприятии ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» проводились эксперименты по исследованию влияния скорости нарастания потенциала зонда на результаты снятия зондовой вольтамперной характеристики. Установлено, что на точность измерений параметров плазмы влияет как скорость нарастания, так и форма потенциала зонда. Для проведения корректных измерений время нарастания потенциала зонда должно быть больше времени перераспределения зарядов плазмы.

Методика определения параметров нестационарной плазмы зондом со ступенчато изменяющимся потенциалом и устройство для ее реализации протестированы на реальной плазменной нагрузке. Измерения проводились двойным зондом в плазме импульсного тлеющего разряда при давлении 0,3 Top. Предложенная методика позволила регистрировать зондовые вольтамперные характеристики для установившихся значений тока на зонд. Определенные по измеренной с помощью устройства зондовой вольтамперной характеристике температура и концентрация электронов плазмы типичны для тлеющего разряда [6, 9].

Источники постоянной ЭДС представляют собой сборки аккумуляторов типа АА, напряжением 1.3 V. Блок коммутации состоит из восьми драйверов IR2110. Каждый драйвер управляет транзистором IRLR110, последовательно подключая или/и отключая источники постоянной ЭДС по определенному закону. Основным элементом генератора ступенчатых импульсов является программируемый микропроцессор ATmega8L. Длительность и амплитуда выходного сигнала задаются программным способом.

Запускающий импульс имеет гальваническую развязку с помощью оптрона (TLP759).

Для исследования плазмы с заведомо неизвестным сопротивлением в блоке измерения предусмотрен набор из 9 переключаемых резисторов. Это позволяет без изменения схемы, посредством выбора нужного сопротивления, проводить регистрацию зондовых вольтамперных характеристик в широком диапазоне измеряемых параметров плазмы (108-1013 см-3).

Кроме того, регистрация зондовых кривых может проводиться пакетом с частотой не более 5 кГц. При этом количество импульсов в пакете определяется проводимостью и временем существования плазмы, а также схемотехническими особенностями устройства. Такая схема регистрации позволяет с заданной точностью прописать профили измеряемых зондовым методом температуры и плотности электронов плазмы во временной динамике.

Источники информации:

[[1] Б.В. Алексеев, В.А. Котельников. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат. 1998, с.200-214.

[2] Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. с.189-192, 210-223.

[3] Ю.А. Лебедев. Электрические зонды в плазме пониженного давления. Методическое пособие. ИНС им. А.В. Топчиева РАН. 2001.

[4] Шарабанов П.А., Бакумов А.О. и др. Исследование сильноточного импульсного объемного разряда в продольном магнитном поле. Сборник докладов восьмой научно-технической конференции «Молодежь в науке», 2009.

[5] А.с. №416617, опубл.25.11.1974 г., Тихомиров И.А., Тихомиров В.В., Федянин В.Я., Шишковский В.И., Устройство для зондовой диагностики плазмы

[6] Ю.П. Райзер. Физика газового разряда. М.: Наука. 1987.

[7] Мамурин Б.А., Журнал Техническая физика, 1953.

[8] Kamke D. and Rose H.J, Z. Phuz., 1956.

[9] Энгель А. Ионизованные газы. М.: ГИФМЛ. 1959.

[10] Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. с.179-186

[11] Воробьева И.А., Каган Ю.М., Меленин В.М., Журнал технической физики, 1963, 33, 571.

1. Способ зондовой диагностики плазмы, включающий установку зонда в плазму, приложение к зонду дискретных ступенчатых импульсов напряжения, регистрацию вольтамперной характеристики, по которой определяют параметры плазмы, отличающийся тем, что предварительно измеряют потенциал пространства плазмы, напряжение каждой последующей ступени в импульсе задают большим по сравнению с предыдущей, ступени формируют с временными интервалами между ними, во время которых потенциал на зонде устанавливают равным потенциалу пространства плазмы, причем длительность каждой ступени и интервалы времени между ступенями устанавливают не менее времени восстановления квазинейтральности плазмы.

2. Способ зондовой диагностики плазмы по п.1, отличающийся тем, что изменяют длительность каждой ступени.

3. Способ зондовой диагностики плазмы по п.1, отличающийся тем, что изменяют интервалы времени между ступенями.

4. Способ зондовой диагностики плазмы по п.1, отличающийся тем, что изменяют амплитуду ступеней.

5. Устройство для зондовой диагностики плазмы, содержащее источник питания, зонд, генератор дискретных ступенчатых импульсов напряжения и блок измерения, подключенные к зонду, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит генератор запускающих импульсов, соединенный с генератором дискретных ступенчатых импульсов, причем генератор дискретных ступенчатых импульсов состоит из блока коммутации, источников постоянной ЭДС, подключаемых к зонду в запрограммированной последовательности блоком коммутации, и микропроцессора, управляющего блоком коммутации, а блок измерения включает набор переключаемых резисторов.

6. Устройство для зондовой диагностики плазмы по п.5, отличающееся тем, что источник питания гальванически развязан с сетью переменного напряжения.

7. Устройство для зондовой диагностики плазмы по п.5, отличающееся тем, что в качестве источников постоянной ЭДС использованы промышленно выпускаемые аккумуляторы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для обработки материалов в среде низкотемпературной плазмы газового разряда, а именно к индукционным генераторам плазмы, размещаемым внутри технологического объема (рабочей камеры).

Изобретение относится к области плазменной техники, а именно к катодам-компенсаторам, работающим на газообразных рабочих телах. Технический результат - увеличение ресурса надежной работы и снижение трудоемкости изготовления.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для инициирования высокочастотной плазмы. Устройство для возбуждения высокочастотного факельного разряда содержит диэлектрическую трубку, установленную в пазу диэлектрического фланца, в осевом отверстии которого размещен полый силовой электрод так, что его глухой заостренный конец расположен внутри цилиндрической диэлектрической трубки, а другой конец силового электрода размещен за пределами диэлектрической трубки и электрически связан с высоковольтным электродом высокочастотного генератора.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для ускорения плазмы до гиперскоростей и получения нанодисперсных порошков титана и меди. Коаксиальный магнитоплазменный ускоритель содержит соленоид, цилиндрический титановый ствол, цепь питания.

Изобретение относится к области исследования плазмы. Магнитогидродинамическое моделирующее устройство включает в себя плазменный контейнер, в который помещен первый ионизируемый газ, первый электрический контур, расположенный рядом с плазменным контейнером, содержащий промежуток, электрические контакты на первой и второй сторонах промежутка, и первое вещество, имеющее, по меньшей мере, низкую магнитную восприимчивость и высокую проводимость.

Изобретение относится к области получения направленных потоков низкотемпературной плазмы с большим током и может быть использовано в микроэлектронике при производстве интегральных микросхем на активных и пассивных подложках и в дифракционной оптике при производстве элементов дифракционной оптики.

Изобретение относится к материаловедению и энергетике и может быть использовано для получения углеродных наноматериалов из угля с применением плазменных технологий.

Изобретение относится к области плазменной техники. .

Изобретение относится к газовой и химической отраслям промышленности и предназначено для очистки газов от твердых, жидких, паро- и газообразных неорганических и органических веществ, деструкции и конверсии газов.

Изобретение относится к области плазменной техники. Предложены варианты систем для сжатия плазмы и способов сжатия плазмы, в которых могут быть достигнуты давления плазмы выше предела прочности твердого материала, за счет впрыска плазмы в воронку жидкого металла, в которой плазма сжимается и/или нагревается. Технический результат - повышение плотности плазмы. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области плазменной обработки поверхности. Способ заключается в том, что придают конструктивному элементу или конструктивным элементам (1), по меньшей мере, одно вращательное движение относительно, по меньшей мере, одного ряда неподвижно расположенных в линию элементарных источников (2), причем ряд или ряды расположенных в линию элементарных источников (2) размещают параллельно оси конструктивного элемента или осям вращения конструктивных элементов. Технический результат - повышение однородности обработки на множестве поверхностей конструктивных элементов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Генератор дуговой плазмы с многоступенчатой подачей газа содержит катод и анод. Анод выполнен, по меньшей мере, из двух участков, причем любые два соседних анодных участка электрически соединены друг с другом. Между любыми двумя соседними анодными участками обеспечены направляющие газ отверстия, которые являются тангенциальными отверстиями или отверстиями, которые обеспечивают газовый поток, направление скорости которого одновременно имеет тангенциальную и осевую составляющие. Технический результат - повышение надежности работы генератора плазмы. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к трансформаторным плазмотронам низкого давления, и может быть использовано в микроэлектронике для обработки полупроводниковых материалов (плазменное травление, оксидирование, очистка поверхности и т.д.), осаждения тонких пленок, в металлообработке для плазмохимического модифицирования поверхности металлов (ионно-плазменное азотирование, плазменное оксидирование и т.д.), для плазменной обработки полимерных материалов (уменьшение пористости, изменение гидрофобных свойств и т.д.). Трансформаторный плазматрон содержит замкнутую газоразрядную камеру с системой магнитопроводов с первичными обмотками, держатель для фиксирования обрабатываемого материала, источник питания, при этом газоразрядная камера включает рабочую камеру и одну или более одинаковых П-образных камер с меньшим внутренним диаметром и меньшей либо равной длиной, каждая из которых имеет систему разборных магнитопроводов с первичными обмотками и установлена так, что вместе с рабочей камерой образует замкнутый путь для тока газового разряда. В данном изобретении достигается существенное увеличение скорости и качества процесса, коэффициента полезного действия устройства. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электродуговым плазмотронам с водяной стабилизацией дуги и может быть эффективно использовано при резке всевозможных металлов. Технический результат - упрощение конструкции, увеличение мощности плазмотрона, энтальпии получаемой плазмы, скорости резки. Электродуговой плазмотрон содержит соосно и последовательно установленные охлаждаемые катодный узел, изолятор, вихревую камеру, систему ввода плазмообразующего газа и жидкости и анодный узел с соплом-анодом, установленным с межэлектродным зазором относительно катодного узла и образующим полость для жидкостной стабилизации дуги,переходящей на выходе в водяной экран. Полость в анодном сопле выполнена из двух сопряженных конических поверхностей: стенка на 2/3 длины начального участка полости составляет угол наклона α1=5-10°, далее α2=30-45° до цилиндрического участка на выходе, длина которого равна 0,5-0,8 его диаметра, при этом параметры анодного сопла определяют характер жидкостной стабилизации плазменной струи и защитные характеристики водосборника-рассекателя. 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к инструментам для осуществления плазменной коагуляции ткани. Инструмент включает устройство подачи окислительного средства, устройство подачи газа и электрод для получения плазмы, устройство предотвращения карбонизации ткани при плазменной коагуляции. Устройство предотвращения карбонизации выполнено с возможностью приготовления смеси газа и окислительного средства для получения плазмы газа и окислительного средства, при этом предусмотрено двухкомпонентное распылительное устройство для подачи окислительного средства, являющееся самовсасывающим двухкомпонентным распылительным устройством. Использование изобретения позволяет повысить однородность обработки ткани. 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для упрочняющей обработки деталей из сталей и сплавов цветных металлов методом плазменного азотирования. Заявленный способ включает установку полого катода из титана в разрядную систему, содержащую анодный электрод, постоянную прокачку через полый катод рабочего газа - азота, приложение между анодом и полым катодом напряжения и зажигание тлеющего разряда, ток которого задают таким, чтобы в течение нескольких минут температура полого катода увеличилась до температуры, близкой к температуре плавления титана (1668±4°С), формирование на поверхности полого катода слоя нитрида титана и переход разряда в низковольтный дуговой режим с термоэмиссионным катодом. Затем производят тренировку катода в дуговом режиме, для чего увеличивают ток дугового разряда при одновременном снижении напряжения его горения, поддерживая температуру полого катода близкой к температуре плавления титана, и в таком режиме поддерживают разряд в течение 40 мин. Техническим результатом является возможность изменения параметров разряда в широких пределах, ограниченных достижением температуры плавления нитрида титана (2950°С), а также многократное повышение тока разряда. 6 ил.

Изобретение относится к области электричества, касается способа модификации ионосферной плазмы, который может быть использован для исследования околоземного пространства, задач дальней НЧ радиосвязи, а также в целях радиопротиводействия. Способ модификации ионосферной плазмы включает формирование искусственных плазменных образований за счет ударных волн, расходящихся от мест взрывов отдельных пиропатронов Отстрел пиропатронов производят от кассеты по радиальным направлениям, формирование расходящихся ударных волн осуществляют путем одновременного взрыва всех пиропатронов, при этом плазменное образование с возбужденными в нем импульсными электромагнитными полями формируют в центральной области воздействия за счет сходящейся ударной волны, образующейся в результате смыкания фронтов от отдельных взрывов. Технический результат - увеличение мощности импульсных электромагнитных полей, повышение эффективности исследований околоземного пространства, НЧ радиосвязи и радиопротиводействия. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к устройствам для нагнетания текучей среды. Нагнетательный насос с диэлектрическим барьером для ускорения потока текучей среды содержит первый диэлектрический слой, в который встроен первый электрод, и второй диэлектрический слой, в который встроен второй электрод. Первый и второй диэлектрические слои отстоят друг от друга с образованием воздушного зазора между ними. В воздушном зазоре перед первым и вторым электродами относительно направления потока текучей среды, по меньшей мере частично, размещен третий электрод. Сигнал высокого напряжения подается на третий электрод от источника высокого напряжения. Указанные электроды взаимодействуют для получения в воздушном зазоре противолежащих асимметричных плазменных полей, которые создают индуцированный воздушный поток внутри указанного зазора. Индуцированный воздушный поток ускоряет поток текучей среды при его перемещении через указанный воздушный зазор. Технический результат - ускорение потока текучей среды внутри трубопровода. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к плазменной технике и к плазменным технологиям и может использоваться в импульсных плазменных ускорителях, применяемых, в частности, в качестве электроракетных двигателей. Катод (1) и анод (2) эрозионного импульсного плазменного ускорителя (ЭИПУ) имеют плоскую форму. Между разрядными электродами (1 и 2) установлены две диэлектрические шашки (4), выполненные из абляционного материала. Торцевой изолятор (6) установлен между разрядными электродами в области размещения диэлектрических шашек (4). Устройство (9) инициирования электрического разряда подключено к электродам (8). Емкостный накопитель энергии (3) системы электропитания подключен через токоподводы к разрядным электродам (1 и 2). Разрядный канал ЭИПУ образован поверхностями разрядных электродов (1 и 2), торцевого изолятора (б) и торцевых частей диэлектрических шашек (4). Разрядный канал выполнен с двумя взаимно перпендикулярными срединными плоскостями. Разрядные электроды (1 и 2) установлены симметрично относительно первой срединной плоскости. Диэлектрические шашки (4) установлены симметрично относительно второй срединной плоскости. Касательная к поверхности торцевого изолятора (6), обращенной к разрядному каналу, направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. В торцевом изоляторе (6) выполнено углубление (7) с прямоугольным поперечным сечением. В углублении (7) со стороны катода (1) расположены электроды (8). Касательная к фронтальной поверхности углубления (7) направлена под углом от 87° до 45° относительно первой срединной плоскости разрядного канала. Углубление (7) вдоль поверхности торцевого изолятора (6) имеет форму трапеции. Большее основание трапеции расположено у поверхности анода (2). Меньшее основание трапеции расположено у поверхности катода (1). На поверхности торцевого изолятора (6) выполнены три прямолинейные канавки, ориентированные параллельно поверхностям разрядных электродов (1 и 2). Технический результат заключается в увеличении ресурса, повышении надежности, тяговой эффективности, эффективности использования рабочего вещества и стабильности тяговых характеристик ЭИПУ за счет равномерного испарения рабочего вещества с рабочей поверхности диэлектрических шашек. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх