Способ генерирования модулированного коронного разряда и устройство для его осуществления



Способ генерирования модулированного коронного разряда и устройство для его осуществления
Способ генерирования модулированного коронного разряда и устройство для его осуществления
Способ генерирования модулированного коронного разряда и устройство для его осуществления
H05H1/24 - 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 2589725:

Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" (ФГУП "РФЯЦ - ВНИИТФ им. академ. Е.И. Забабахина") (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный Ядерный Центр &#8211

Изобретение относится к области генерирования в атмосферном воздухе низкотемпературной плазмы. Способ генерирования модулированного коронного разряда заключается в том, что в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, с резко неоднородным распределением электрического поля как в области анода, так и катода, создают линейный коронный факельный разряд. Собственный объемный заряд, формируемый в разрядном промежутке, нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульса напряжения с наносекундной длительностью, причем частоту модуляции напряжения на катоде регулируют от 20 кГц и выше. Устройство содержит высоковольтный источник квазинепрерывного тока, анод и катод, выполненные, например, в виде нихромовых нитей. Анод соединен с положительным выводом источника непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом источника через управляемый коммутатор. Технический результат - повышение величины среднего значения разрядного тока, а также повышение мощности, вкладываемой в разрядный промежуток. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области генерирования в больших объемах атмосферного воздуха естественной влажности низкотемпературной плазмы (НТП). Изобретения могут быть использованы для формирования широкоапертурных газовых потоков, модификации поверхностей термически чувствительных и композиционных материалов, очистки воздуха и воды от вредных газов, примесей и микроорганизмов, а также в других технологических процессах, связанных с применением НТП с предельно высокой концентрацией носителей зарядов.

Известен способ генерирования коронного разряда (Богданова Н.Б., Певчев Б.Г. Факельный разряд при постоянном напряжении // Электричество, 1978, №12, с. 5-9), формируемого в больших объемах атмосферного воздуха, когда переход от положительной короны к искровому пробою осуществляется через стадию, при которой зона ионизации распространяется до катода и возникает так называемый «факельный» разряд. Факельный разряд инициируется на аноде. В зависимости от конструкции анода необходимое для возбуждения разряда сильное электрическое поле может создаваться при осаждении на внешнюю поверхность анода отрицательного заряда или может использоваться внешний источник отрицательных зарядов - нагретая спираль или коронирующий электрод.

Основными недостатками известного способа являются низкая величина среднего значения разрядного тока и, соответственно, низкая мощность генерируемого коронного разряда, обусловленные переходом факельного разряда в искровой пробой при попытке увеличения тока разряда за счет увеличения средней напряженности электрического поля в разрядном промежутке.

Известен также способ генерирования линейного коронного факельного разряда (Ашмарин Г.В., Лелевкин В.М., Токарев А.Б. Формирование линейного коронного факельного разряда // Физика плазмы, 2002, том 28, №10, с. 939-944). Способ заключается в том, что в потоке атмосферного воздуха в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, с резко неоднородным распределением электрического поля в области анода, к аноду прикладывают высокое напряжение положительной полярности до возникновения линейного коронного факельного разряда, а формируемый между электродами собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульсов напряжения на катоде разрядного промежутка с частотой, определяемой частотой срабатывания искрового разрядника.

Недостатками известного способа являются низкая величина среднего значения разрядного тока и, соответственно, низкая мощность, вкладываемая в разряд, обусловленные низкой частотой срабатывания искрового разрядника.

Известно устройство для генерирования линейного коронного факельного разряда (Ашмарин Г.В., Лелевкин В.М., Токарев А.Б. Формирование линейного коронного факельного разряда // Физика плазмы, 2002, том 28, №10, с. 939-944). Устройство содержит высоковольтный источник квазинепрерывного тока, образованный высоковольтным источником напряжения, на выходе которого установлен индуктивный дроссель, а также анод и катод. При этом анод может быть выполнен в виде нихромового провода или острия, а катод - в виде плоскости, или же анод - в виде провода, а катод - в виде цилиндра. Причем анод соединен с положительным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока через искровой разрядник.

Недостатком известного устройства является низкая мощность линейного коронного факельного разряда (ЛКФР) из-за низкой частоты срабатывания искрового разрядника. Другими недостатками известного устройства являются низкий ресурс, надежность и стабильность работы искрового разрядника.

Наиболее близким к предлагаемому является способ генерирования импульсно-периодического коронного разряда (Гречухин А.А., Лелевкин В.М., Смирнова Ю.Г., Токарев А.В. Высоковольтные источники питания плазмохимических реакторов для синтеза озона // Вестник КРСУ. 2009. Том 9, №11, с. 36-45). Способ заключается в том, что в потоке воздуха атмосферного давления и естественной влажности в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, с резко неоднородным распределением электрического поля в области анода, к аноду от положительного вывода высоковольтного источника квазинепрерывного тока прикладывают напряжение, величина средней напряженности которого в разрядном промежутке достаточна для возникновения линейного коронного факельного разряда, а формируемый в разрядном промежутке собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульсов напряжения на катоде электродной системы.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для генерирования импульсно-периодического коронного разряда (Гречухин А.А., Лелевкин В.М., Смирнова Ю.Г., Токарев А.В. Высоковольтные источники питания плазмохимических реакторов для синтеза озона // Вестник КРСУ. 2009. Том 9, №11, с. 36-45). Устройство содержит высоковольтный источник квазинепрерывного тока, образованный высоковольтным источником напряжения, на выходе которого установлен индуктивный дроссель, а также анод и катод, образующие разрядный промежуток с резко неоднородным распределением электрического поля в области анода. Это обеспечивается, например, выполнением анода в виде нихромового провода и плоского катода или однорядного (многорядного) игольчатого анода и плоского катода, или в виде разрядного контура коаксиальной геометрии в системе электродов «проводник-цилиндр». При этом анод соединен с положительным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока через управляемый коммутатор. Частота включения управляемого коммутатора может изменяться от 1 до 20 кГц.

Недостатками известного способа и устройства, взятых в качестве прототипов, являются низкая величина среднего значения разрядного тока и, соответственно, низкая мощность генерируемого коронного разряда.

Известно, что для всех видов и форм коронного разряда характерным является одно общее свойство: максимальная интенсивность разряда (сила тока коронного разряда) определяется собственным объемным зарядом, созданным в зоне ионизации и заполняющим, в результате движения объемного разряда в электрическом поле короны, ее внешнюю сторону. При этом очевидно, что сила тока коронного разряда может быть увеличена путем периодической нейтрализации собственного объемного заряда. Также очевидно, что сила тока коронного разряда растет с увеличением частоты нейтрализации собственного объемного заряда.

Задачей изобретений является повышение эффективности генерирования низкотемпературной плазмы (НТП).

Техническим результатом является повышение величины среднего значения разрядного тока, а также повышение мощности, вкладываемой в разрядный промежуток за счет формирования особого типа коронного разряда - модулированного коронного наносекундного разряда (МКНР).

Поставленная задача достигается тем, что в способе генерирования модулированного коронного разряда, заключающемся в том, что в потоке воздуха атмосферного давления и естественной влажности в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, к аноду от положительного вывода высоковольтного источника квазинепрерывного тока прикладывают напряжение, величина которого в разрядном промежутке достаточна для возникновения линейного коронного факельного разряда, при этом в области анода создают резко неоднородное распределение электрического поля, а формируемый при этом в разрядном промежутке собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульсов напряжения на катоде электродной системы, в разрядном промежутке резко неоднородное распределение электрического поля создают как в области анода, так и в области катода, а формируемый в разрядном промежутке собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульса напряжения с наносекундной длительностью, причем частоту модуляции напряжения на катоде электродной системы регулируют от 20 кГц и выше.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве, содержащем высоковольтный источник квазинепрерывного тока, образованный высоковольтным источником напряжения, на выходе которого установлен индуктивный дроссель, анод, обеспечивающий резко неоднородное распределение электрического поля и выполненный, например, в виде нихромовой нити, а также катод, причем анод соединен с положительным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока через управляемый коммутатор, в качестве катода используется электрод, также обеспечивающий резконеоднородное распределение электрического поля в области катода и выполненный, например, в виде нихромовой нити.

В предлагаемом способе и устройстве увеличение и регулирование от 20 кГц и выше частоты среза в наносекундном диапазоне импульсов напряжения, возникающих на катоде, при росте собственного объемного заряда, при условии, когда катод образует с анодом гипернеоднородное распределение электрического поля в разрядном промежутке, обеспечивают, как установлено экспериментально, во-первых формирование особого типа коронного разряда - модулированного коронного наносекундного разряда (МКНР). Во-вторых, повышение величины среднего значения разрядного тока, в - третьих, регулируемое управление параметрами разряда (уровень напряжения среза, амплитуду тока разряда).

На фиг. 1 представлена схема устройства для генерирования модулированного коронного разряда. На фиг. 2 (а, б) - осциллограммы среза импульсов напряжения на катоде электродной системы и импульсов тока модулированного коронного разряда при частоте модуляции напряжения на разрядном промежутке 100 кГц.

Устройство для генерирования модулированного коронного разряда содержит высоковольтный источник 1 квазинепрерывного тока, положительный 2 и отрицательный 3 выводы источника 1, а также разрядный промежуток 4, состоящий из анода 5, выполненного в виде петли из нихромового провода, и катода 6 (верхнего и нижнего), выполненного также из нихромового провода в виде двух петель. Геометрические размеры анодной петли и двух катодных петель совпадают. Верхние и нижние эквипотенциальные провода катода 6 равноудалены от проводов анода 5 и объединены между собой электрически. Анод 5 соединен с положительным выводом 2 источника 1, а катод 6 соединен с отрицательным выводом 3 источника 1 через управляемый коммутатор 7. В качестве управляемого коммутатора 7 используется импульсный тиратрон.

Способ генерирования модулированного коронного разряда осуществляется следующим образом. В потоке атмосферного воздуха естественной влажности в разрядном промежутке 4, образованном анодом 5 и катодом 6 с резко неоднородном распределением электрического поля вблизи каждого из электродов, к аноду 5 от положительного выводы 2 высоковольтного источника 1 квазинепрерывного тока прикладывают напряжение, величина средней напряженности которого достаточна для возникновения линейного коронного факельного разряда. Таким образом осуществляется активация разрядного промежутка 4, а возникающий в области разрядного промежутка 4 объемный заряд нейтрализуют путем наносекундных по длительности срезов импульсов напряжения на катоде 6 электродной системы за счет срабатывания управляемого коммутатора 7. При этом частоту срабатывания управляемого коммутатора 7, т.е. частоту модуляции напряжения на катоде 6 электродной системы, регулируют от 20 кГц и выше.

Устройство работает следующим образом. Напряжение положительной полярности от вывода 2 высоковольтного источника 1 квазинепрерывного тока поступает на нагрузку, выполненную в виде разрядного промежутка 4, образованного анодом 5 и катодом 6, которые расположены друг относительно друга на определенном расстоянии. Причем анод 5 соединен с положительным выводом 2 высоковольтного источника 1 квазинепрерывного тока непосредственно, а катод 6 соединен с отрицательным выводом 3 высоковольтного источника 1 через управляемый коммутатор - импульсный тиратрон 7. При некотором напряжении положительной полярности, величина средней напряженности которого в разрядном промежутке 4 достаточна для возникновения линейного коронного факельного разряда, осуществляется активация разрядного промежутка 4 и формируется собственный объемный заряд. Для возникновения МКНР периодическая нейтрализация собственного объемного заряда в разрядном промежутке 4 должна выполняться при частоте модуляции напряжения на катоде 6 электродной системы, т.е. при частоте срабатывания импульсного тиратрона 7, как установлено экспериментально от 20 кГц и выше. Повышение или понижение в этом диапазоне частоты срабатывания импульсного тиратрона 7 определяет рост или, соответственно, снижение среднего значения тока в разрядном промежутке 4. При этом частоту наносекундных по длительности срезов импульсов напряжения на катоде 6, которые связаны с ростом собственного объемного заряда в разрядном промежутке 4, изменяют по алгоритму, определяемому особенностями технологических процессов, в которых используются заявленные способ и устройство.

При практической реализации устройства в качестве управляемого коммутатора использовался импульсный тиратрон ТГИ-500/16, а высоковольтный источник квазинепрерывного тока выполнен в виде высокочастотного резонансного преобразователя с выходным звеном постоянного тока. При мощности высоковольтного источника 300 Вт (выходное напряжение 50 кВ, ток 6 мА) и средней напряженности поля в разрядном промежутке ~ 8 кВ/см, как следует из осциллограмм, представленных на фиг. 2 (а, б), на частоте 100 кГц модуляции напряжения на катоде (фиг. 2а, луч 4), уровень и длительность среза напряжения на аноде тиратрона равны, соответственно, ~ 0,6 кВ (фиг. 2а, б, луч 1) и ~ 20 не (фиг. 2б, луч 2). Разрядный ток носит характер затухающих синусоидальных колебаний с частотой ~ 45 МГц, а максимальная амплитуда разрядных импульсов тока составляет ~ 1,1 А (фиг. 2б, луч 2). При максимальной средней напряженности поля в разрядном промежутке ~ 8,9 кВ/см, величина среднего значения разрядного тока, в пересчете на единицу длины коронирующего электрода (анода), выполненного в виде нихромового провода диаметром 0,3 мм, равнялась -12 мА/м, а мощность, вкладываемая в разряд, составила ~ 200 Вт.

Для сравнения, при близких геометрических параметрах нагрузки и напряженности поля в «классической» положительной короне среднее значение разрядного тока составило ~ 0,6 мА/м, а мощность, вкладываемая в разряд, ~ 3 Вт, а для ЛКФР среднее значение разрядного тока (на частоте модуляции до 20 кГц) составило ~ 6,5 мА/м, а мощность, вкладываемая в разряд, ~ 125 Вт. Таким образом, использование заявленных способа и устройства позволяет повысить величину среднего значения разрядного тока, а значит и мощность коронного разряда, что приводит к повышению эффективности различных технологических процессов, связанных с применением низкотемпературной плазмы.

1. Способ генерирования модулированного коронного разряда, заключающийся в том, что в потоке воздуха атмосферного давления и естественной влажности в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, к аноду от положительного вывода высоковольтного источника квазинепрерывного тока прикладывают напряжение, величина которого в разрядном промежутке достаточна для возникновения линейного коронного факельного разряда, при этом в области анода создают резко неоднородное распределение электрического поля, а формируемый при этом в разрядном промежутке собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульсов напряжения на катоде электродной системы, отличающийся тем, что в разрядном промежутке резко неоднородное распределение электрического поля создают как в области анода, так и в области катода, а формируемый в разрядном промежутке собственный объемный заряд нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульса напряжения с наносекундной длительностью, причем частоту модуляции напряжения на катоде электродной системы регулируют от 20 кГц и выше.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее высоковольтный источник квазинепрерывного тока, образованный высоковольтным источником напряжения, на выходе которого установлен индуктивный дроссель, анод, обеспечивающий резко неоднородное распределение электрического поля в области анода и выполненный, например, в виде нихромовой нити, а также катод, причем анод соединен с положительным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом высоковольтного источника квазинепрерывного тока через управляемый коммутатор, отличающееся тем, что в качестве катода используется электрод, также обеспечивающий резконеоднородное распределение электрического поля в области катода и выполненный, например, в виде нихромовой нити.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для генерации плазмы, конкретно к электроразрядным импульсным источникам ионов плазмы для работы в составе вакуумных нейтронных трубок, и может быть использовано в ускорительной технике или в геофизическом приборостроении, например в импульсных генераторах нейтронов народно-хозяйственного назначения, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа.

Изобретение относится к области измерений оптическими методами электрофизических параметров плазмы, в том числе плотности электронов и напряженности электрического поля и их распределений Способ измерения пространственного распределения электронной плотности плазмы включает измерение интенсивности излучения плазмы из различных по координате областей межэлектродного промежутка на длине волны, соответствующей спектральной атомарной линии или молекулярной полосе, которую выбирают таким образом, чтобы интенсивность излучения такой линии или полосы преимущественно определялась возбуждением излучающего состояния прямым электронным ударом или быстрыми по сравнению с периодом ВЧ-поля каскадными процессами, с последующим определением пространственного распределения электронной плотности плазмы методом численного моделирования плазмы.

Изобретение может быть применено как импульсный источник нейтронов и рентгеновского излучения. Устройство состоит из импульсного источника питания и газоразрядной камеры с электродами и изотопами водорода.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к электротермической технике. Плазменно-дуговая сталеплавильная печь постоянного тока содержит керамический тигель с ванной металла, вертикальный плазмотрон, установленный в своде печи, и подовый электрод, установленный соосно вертикальному плазмотрону.

Изобретение относится к плазмотронам. Плазмотрон содержит корпус 1, изоляционную втулку 2, сопло 3, электрод 4, размещенный в конической полости 18 электрододержателя 5, завихритель 17 с канавками и газоподводящим каналом 6, направленным в кольцевую конусообразную полость 7, где установлен многоступенчатый газодинамический фильтр 8 (ГДФ), выполненный в виде двух расположенных соосно один за другим дефлекторов - непроницаемый дефлектор 9 и перфорированный дефлектор 10 и трех кольцевых камер - кольцевая цилиндрическая камера 11, кольцевая распределительная камера 12 и кольцевая вихревая камера 13.

Изобретение относится к антенной технике. Плазменная антенна содержит плазменный генератор, формирующий плазменное образование, и первичный источник электромагнитных волн, при этом анод плазменного генератора выполнен в виде конического диффузора, состоящего из корпуса и конической вставки, диэлектрически соединенной с подводящим патрубком, поверхность которого выполнена перфорированной, кроме того, первичный источник радиоволн установлен на оси антенны на расстоянии от точки генерации плазменного образования, где γ=2,8…3,0 - постоянная величина, k - волновое число, b - максимальное расстояние от плазменного генератора до границы области с критической концентрацией электронов, θк - угол между осью антенны и направлением распространения плазмы с максимальной скоростью.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к устройствам для плазменного осаждения пленок, и может быть использовано для изготовления тонкопленочных солнечных элементов, фоточувствительных материалов для оптических сенсоров и тонкопленочных транзисторов большеразмерных дисплеев, для нанесения защитных покрытий.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Устройство для генерирования потока нетеплового газообразного компонента выполнено с возможностью обработки ротового участка тела человека или животного посредством отбеливания или чистки зубов.

Изобретение относится к области обработки материалов нейтральным пучком Способ обработки поверхности заготовки содержит этапы, на которых обеспечивают камеру пониженного давления; формируют пучок газовых кластерных ионов, содержащий газовые кластерные ионы внутри данной камеры пониженного давления; ускоряют газовые кластерные ионы, чтобы сформировать пучок ускоренных газовых кластерных ионов вдоль траектории пучка внутри камеры пониженного давления; стимулируют фрагментацию и/или диссоциацию, по меньшей мере, части ускоренных газовых кластерных ионов вдоль траектории пучка посредством увеличения интервала скоростей ионов в пучке ускоренных газовых кластерных ионов; удаляют заряженные частицы из траектории пучка, чтобы сформировать ускоренный нейтральный пучок вдоль траектории пучка в камере пониженного давления; удерживают заготовку на траектории пучка; и обрабатывают, по меньшей мере, часть поверхности заготовки путем ее облучения ускоренным нейтральным пучком.

Изобретение относится к космической технике, к классу электрореактивных двигателей. Двигатель содержит автономный источник низкотемпературной плазмы, систему улавливания нейтральных частиц и регенерации ионов, разделитель потоков электронов и ионов, плазменный ускоритель.

Изобретение относится к физике плазмы, преимущественно к физике и технике процессов, сопутствующих сверхзвуковому обтеканию тел высокоскоростными потоками плазмы, и может быть использовано, в частности, при моделировании структуры и излучения ударно сжатого слоя потока при движении космических аппаратов, планетных зондов, метеоритов и других космических объектов (КО) в атмосфере Земли на высотах 30-200 км и выше. Технический результат - возможность получать ударно сжатый слой плазмы и структуру течений около модельного тела заданной формы* высокоскоростных, до 50 км/с и выше, потоков практически любого химического и ионизационного состава. В способе получения ударно сжатого слоя плазмы путем взаимодействия высокоэнтальпийной струи с расположенным соосно со струей модельным телом с последующей регистрацией структуры возмущенной области вблизи модельного тела, новым является то, что высокоэнтальпийную струю формируют при струйном диафрагменном разряде в вакууме в режиме течения струй эрозионной плазмы на межэлектродном промежутке при условиях размещения модельного тела с характерным размером Р, найденным из соотношения Р≤0,5 R, где R - радиус отверстия в кольцевом электроде, см; на промежутке плазмообразующая диафрагма - кольцевой электрод (катод и/или анод), при скорости V∞ набегающего плазменного потока на модельное тело на промежутке диафрагма - кольцевой электрод, и при компонентном составе потока плазмы, соответствующем выбранному составу плазмообразующего материала внутренней стенки расходного сопла в отверстии диафрагмы: химических элементов и стехиометрических коэффициентов исходной формулы вещества, а структуру возмущенной области УСС регистрируют оптическими методами по величине отхода ударной волны УСС и спектральными методами по свечению УСС. Раскрыто также устройство для реализации способа. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к способу изготовления электродов для вакуумных нейтронных трубок (ВНТ) и может быть использовано в ускорительной технике, в геофизическом приборостроении, например в импульсных генераторах нейтронов, предназначенных для исследования скважин методами импульсного нейтронного каротажа. В заявленном способе в условиях вакуума на заготовку осаждают пленочное покрытие из гидридообразующего металла или металлов с помощью потоков высокоионизированной металлической плазмы и одновременно насыщают осаждаемый материал или материалы изотопом или смесью изотопов водорода. При этом степень насыщения осаждаемого материала или материалов изотопом или смесью изотопов водорода и соотношение химических компонентов в осажденном материале или материалах регулируют выбором температуры заготовки в диапазоне от -200°С до 800°С, величин потоков на заготовку осаждаемого материала или материалов и изотопа или смеси изотопов водорода в диапазоне отношений величины суммарного потока осаждаемых материалов к величине суммарного потока изотопов водорода от 0,1 до 10. Техническим результатом изобретения является упрощение технологии изготовления электродов, повышение стабильности и ресурса ВНТ. 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.

Изобретение относится к газоразрядным источникам плазмы, в частности к ВЧ индукционным (ВЧИ) устройствам, применяемым в составе технологических источников плазмы или ионов, а также в составе ионных двигателей или недвигательных ионных систем типа ионных «пушек» для удаления космического мусора с рабочих орбит. Технический результат- детализация баланса ВЧ мощности ВЧИ устройства через определение потерь энергии в вихревых токах, возбуждаемых в конструкции устройства, и на линии электропитания разряда, что позволяет выявить качество конструктивного и схемотехнического решений устройства. Поставленная цель достигается тем, что при проведении интегральной диагностики ВЧИ газоразрядного устройства путем предварительного измерения на рабочей частоте электрических параметров индуктора в составе газоразрядного узла, регистрации тока индуктора без разряда и с разрядом с помощью двух измерителей - главного прибора, установленного на заземляющем выводе индуктора, и контрольного прибора, установленного на линии электропитания разряда, при точном согласовании ВЧ генератора с нагрузкой, и последующего определения утечки ВЧ мощности в системе электропитания разряда по разности показаний обоих приборов вводят предварительный этап измерений. На этом этапе диагностики проводят дополнительное измерение активного сопротивления индуктора в свободном пространстве, исключающем возникновение вихревых токов в электропроводящих деталях конструкции, а контрольный измеритель тока индуктора, регистрирующий утечку ВЧ мощности, устанавливают на выходном выводе ВЧ генератора. Указанные дополнительные операции способа определяют потери ВЧ мощности в вихревых токах, возбуждаемых в электропроводящих элементах конструкции, расположенных вблизи индуктора. Полученная информация позволяет выделить чистые потери в индукторе, т.е. детализировать баланс мощности устройства. А в части размещения контрольного измерителя тока индуктора на выходном выводе ВЧ генератора появляется возможность учесть также потери ВЧ мощности в линии электропитания разряда, включающей соединительный коаксиальный кабель и согласующее устройство. 1 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к способам и устройствам с излучающей плазмой, и может быть использовано для решения широкого круга технических задач, например при испытаниях приборов и материалов на устойчивость к облучению световым излучением, аналогичным излучению природных и техногенных факторов. Технический результат - расширение функциональных возможностей, обеспечение получения мощных световых излучений, аналогичных по временной форме техногенным и природным световым излучениям, при сохранении высокой надежности их функционирования. В способе получения плазменного источника светового излучения на основе магнитоприжатого дугового разряда эрозионного типа путем формирования в межэлектродном промежутке после установления в нем заданного значения величины магнитного поля непрерывного и импульсного разрядов с временным интервалом между ними новым является то, что при заданном значении величины магнитного поля определяют минимальное напряжение горения дугового разряда и соответствующий этому напряжению ток дугового разряда, величину временного интервала между формированием непрерывного и импульсного разрядов находят из установленного соотношения, последовательность формирования непрерывного и импульсного разрядов определяют по знаку найденного временного интервала: при положительном знаке первым формируют непрерывный разряд, при отрицательном - импульсный разряд, при нулевом значении временного интервала формирование разрядов начинают одновременно, при этом формирование непрерывного разряда осуществляют при напряжении на выходе его источника питания не менее напряжения горения дугового разряда, а суммарный ток импульсного и непрерывного разрядов поддерживают на уровне не менее тока дугового разряда, соответствующего минимальному напряжению горения дугового разряда. Раскрыт также плазменный источник светового излучения, включающий формирователь излучающей плазмы, реализующий способ. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Система предназначена для управления струей плазмы. Система содержит генератор плазмы, камеру сжатия плазмы, имеющую наружную стенку, образующую внутреннюю полость камеры, и просвет, причем внутренняя полость камеры частично заполнена жидкой средой, причем выпускное отверстие генератора плазмы гидравлически соединено с внутренней полостью камеры сжатия через просвет, генератор волн давления, содержащий несколько поршней, расположенных вокруг камеры, причем поршни предназначены для создания направленной в жидкую среду сходящейся волны давления, средство образования полости для образования в жидкой среде удлиненной пустой полости, и устройство управления струей, содержащее средство для инжекции отклоняющего струю материала, сообщающееся с источником отклоняющего струю материала и имеющее выпускной конец, направленный в место образования струи в полости, причем средство для инжекции выполнено с возможностью инжекции отклоняющего струю материала в полость таким образом, чтобы струя текучей среды, образованная в месте образования струи, была прервана или отклонена в сторону от генератора плазмы. Способ предусматривает защиту генератора плазмы системы сжатия плазмы от воздействия струи текучей среды, образованной в камере сжатия системы сжатия плазмы. Технический результат - повышение надежности системы. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Индукционный плазматрон содержит трубчатый корпус плазматрона, трубу для удержания плазмы, расположенную в трубчатом корпусе плазматрона соосно с ним, головную часть газораспределителя, расположенную на одном конце трубы для удержания плазмы и структурированную поставлять по меньшей мере одно газообразное вещество в трубу для удержания плазмы; индукционный связующий элемент для подачи энергии газообразному веществу для получения и поддержания плазмы в трубе для удержания плазмы, а также емкостный экран, включающий в себя пленку из проводящего материала, нанесенную на внешнюю поверхность трубы для удержания плазмы, или внутреннюю поверхность трубчатого корпуса плазматрона. Пленка из проводящего материала сегментирована на осевые полосы, соединенные между собой на одном конце. Пленка из проводящего материала имеет толщину, меньшую, чем толщина скин-слоя, рассчитанная для частоты тока, подаваемого на индукционный связующий элемент, и электрической проводимости проводящего материала пленки. Осевые канавки могут быть проточены на внешней поверхности трубы для удержания плазмы или внутренней поверхности трубчатого корпуса плазматрона, причём осевые канавки помещены между осевыми полосами. Технический результат - повышение мощности в полости плазменного разряда. 6 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил.

Предложен низкочастотный излучатель электромагнитной энергии. Он содержит трансформаторы с магнитопроводом, замыкающимся с помощью излучателей и вторичных обмоток трансформаторов. При этом магнитопровод первого трансформатора проходит через вторичную обмотку второго, а магнитопровод второго трансформатора проходит через вторичную обмотку первого. При этом излучатели трансформаторов соосно расположены относительно друг друга. Также предложен способ изготовления указанного выше низкочастотного излучателя электромагнитной энергии. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области использования электроракетных двигательных установок в составе космического аппарата и предназначено для проведения испытаний ее на электромагнитную совместимость с информационными бортовыми системами, например на помехоустойчивость бортового вычислительного комплекса КА. В способе испытаний на электромагнитную совместимость электроракетной двигательной установки с информационными бортовыми системами космического объекта, включающем на предварительном этапе огневых испытаний электроракетного двигателя измерение амплитудно-частотной характеристики переменной составляющей тока разряда в его анодно-катодном тракте в диапазоне кондуктивных помех, и последующее воспроизведение на завершающем этапе испытаний этой амплитудно-частотной характеристики переменной составляющей тока разряда в том же диапазоне в штатном электроракетном двигателе с оценкой влияния упомянутых помех на работу бортовых систем, на предварительном этапе огневых испытаний электроракетных двигателей одновременно с измерением амплитудно-частотной характеристики переменной составляющей тока разряда в его анодно-катодном тракте в диапазоне кондуктивных помех измеряют параметры постоянной и переменной составляющей тока разряда в диапазоне амплитудно-частотных характеристик индуктивных помех каждого из штатных электроракетных двигателей электроракетной двигательной установки в каждом режиме их работы. Запоминают их, а затем на завершающем этапе испытаний воспроизводят все вышеупомянутые характеристики тока разряда каждого штатного электроракетного двигателя в каждом режиме его работы. При этом отсутствие сбоев в работе информационных бортовых систем космического объекта свидетельствует об электромагнитной совместимости электроракетной двигательной установки с информационными бортовыми системами космического объекта. Также изобретение относится к системе записи и системе воспроизведения характеристик тока разряда электроракетных двигателей. Технический результат группы изобретений заключается в расширении функциональных возможностей испытания электроракетных двигателей на электромагнитную совместимость, в повышении достоверности испытаний и в обеспечении полной автоматизации процесса испытаний. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области получения плазм, представляет собой способ и устройство для получения плазмы, которые могут использоваться для обогрева, уничтожения любых типов отходов, газификации углеродсодержащих твердых и жидких материалов, для плавления и пайки металлических и неметаллических материалов. Способ получения плазмы предполагает, что воду из бака 1 под давлением, создаваемым насосом 8, подают в распределитель 2, где она разделяется на два потока, каждый из которых по гибким шлангам 3 поступает в одну из парных труб 5 с открытым концом, в которых установлены электроды 4. На электроды 4 подают постоянный ток высокого напряжения, в результате чего в промежутке между вытекающими из труб 5 потоками воды образуется плазма 6 с температурой свыше 4000°C, при этом неиспользованная часть воды свободно стекает из труб 5 и через водосборник попадает обратно в бак 1. Устройство для получения плазмы состоит из одной или более пар труб 5, изготовленных из термостойкого материала, на которые из бака 1 через распределитель 2 по гибким шлангам 3 поступает вода под давлением, создаваемым насосом 8. В таких трубах устанавливают два или более электродов 4, по одному электроду на трубу, которые соединены с противоположными полюсами источника постоянного тока 7 высокого напряжения. Технический результат - повышение эффективности производства плазмы.2 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области плазменной техники. Предложен электрод для использования в горелке для сварки плазменной дугой. Электрод включает в себя тело, имеющее передний участок, средний участок и задний участок. Передний участок включает в себя рабочий конец электрода, содержащий проводящий первый материал, причем рабочий конец электрода включает в себя: 1) область вспомогательного контакта для зажигания вспомогательной дуги поперек сопла и 2) излучатель. Средний участок содержит второй материал и ограничивает ближний конец для сопряжения с передним участком и дальний конец для сопряжения с задним участком. Плотность материала, присущая второму материалу, составляет, по меньшей мере, половину плотности материала, присущей первому материалу. Электрод также включает в себя токопроводящий тракт, идущий от переднего участка к заднему участку упомянутого тела. Технический результат - улучшение маневренности горелки и облегчение пользования при ручных операциях. 8 н. и 50 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области генерирования в атмосферном воздухе низкотемпературной плазмы. Способ генерирования модулированного коронного разряда заключается в том, что в разрядном промежутке, образованном анодом и катодом, с резко неоднородным распределением электрического поля как в области анода, так и катода, создают линейный коронный факельный разряд. Собственный объемный заряд, формируемый в разрядном промежутке, нейтрализуют путем импульсно-периодических срезов импульса напряжения с наносекундной длительностью, причем частоту модуляции напряжения на катоде регулируют от 20 кГц и выше. Устройство содержит высоковольтный источник квазинепрерывного тока, анод и катод, выполненные, например, в виде нихромовых нитей. Анод соединен с положительным выводом источника непосредственно, а катод соединен с отрицательным выводом источника через управляемый коммутатор. Технический результат - повышение величины среднего значения разрядного тока, а также повышение мощности, вкладываемой в разрядный промежуток. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх