CN111179707A - 一种教学用直流辉光放电探针诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，包括放电管、平行玻璃管、探针、波纹管、放电阴极和放电阳极，放电管垂直放置，放电管的下法兰固定在实验台上，放电管内的上极板为放电阴极，接入直流高压的放电阴极利用垂直轴与放电管的上法兰连接并可相对于下极板上下移动，放电管内的下极板为放电阳极，接地的放电阳极绝缘固定在下法兰上；放电管的一侧密封连接有用于安放探针的平行玻璃管，平行玻璃管的另一端密封连接有波纹管，探针的另一端穿过波纹管；波纹管的压缩与伸长可带动探针在放电管内的一端伸长与缩短。该直流辉光放电探针诊断装置，探针可移动，可拆卸，更换方便，并且实验效果更好，实验所得数据更准确。
Description
技术领域
本发明涉及实验教学设备技术领域，特别是涉及一种教学用直流辉光放电探针诊断装置。
背景技术
目前，用于实验教学的直流辉光放电实验装置普遍存在一定问题：1.用于诊断等离子体性质的朗缪尔探针不可拆卸，或者可拆卸，但是无法实时移动。造成探针长时间使用，无法及时更换探针，或者探针固定在一个位置不能移动，测得数据不准确，对实验结果造成一定影响，不利于实验教学。2.极板和腔室两端的金属法兰之间容易产生放电，造成阳极和阴极板之间的放电不均匀，影响实验结果。
发明内容
本发明的目的是提供一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，以解决上述现有技术存在的问题，该装置探针可移动，可拆卸，更换方便，并且实验效果更好，实验所得数据更准确。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，包括放电管、平行玻璃管、探针、波纹管、放电阴极和放电阳极，上下两端分别由法兰密封的所述放电管垂直放置，所述放电管的下法兰固定在实验台上，所述放电管内的上极板为所述放电阴极，接入直流高压的所述放电阴极利用垂直轴与所述放电管的上法兰连接并可相对于下极板上下移动，所述放电管内的下极板为所述放电阳极，接地的所述放电阳极绝缘固定在所述下法兰上；所述放电管的一侧密封连接有用于安放探针的所述平行玻璃管，所述平行玻璃管的另一端密封连接有所述波纹管，所述探针的另一端穿过所述波纹管；所述波纹管的压缩与伸长可带动所述探针在所述放电管内的一端伸长与缩短。
优选的，所述放电管由耐高温平行玻璃管制成，所述放电管的外径为50mm,内径为46mm，厚度为2mm,长度为200mm。
优选的，所述下法兰为不锈钢金属材料制成，固定在实验台上不可移动；所述上法兰由聚四氟乙烯材料制成；上下法兰和放电管接触位置均有橡胶圈。
优选的，所述放电阳极和放电阴极均由不锈钢金属材料制成，两者为直径40mm的圆形；所述放电阳极距离放电管底部30mm，且所述放电阳极底部与下法兰之间有聚四氟绝缘材料。
优选的，所述放电阴极距离放电管底部可移动距离范围为80-170mm，所述放电阴极顶部与上法兰之间为聚四氟绝缘材料；所述垂直轴中空，可通入放电气体，垂直轴留出几个圆孔，用于出气。
优选的，所述平行玻璃管平行实验台设置，所述平行玻璃管的外径为20mm，内径为17mm，长度为40mm，所述平行玻璃管的下边缘距离放电管底部55-60mm；所述平行玻璃管与波纹管的连接处用一聚四氟制成的快捷法兰密封连接。
优选的，所述波纹管的内径大于50mm，长度在60mm到120mm之间可调；所述波纹管的外侧用一法兰固定所述探针的另一端，该处法兰与所述快捷法兰共同安装在可移动支架上，通过改变可移动支架的高度和左右位置以及改变所述波纹管的长度来实现所述探针位于所述放电管中一端的上下和左右位置；根据实验要求，采集所述平行玻璃管内平行中心轴方向和垂直方向的等离子体数据。
优选的，所述探针可为单探针或者双探针；采用单探针时，所述探针的规格为：钨丝直径0.5mm，露出石英管长度10mm，石英毛细管直径3mm，露出包裹层长度60-65mm，聚四氟乙烯包裹层的直径8mm，长度70-80mm；采用双探针时，所述探针的规格为：钨丝直径0.5mm，露出石英管长度均10mm，石英毛细管椭圆形且直径分别为3mm和6mm，两个探针之间距离2-3mm，石英毛细管露出包裹层长度为60-65mm，聚四氟乙烯包裹层的直径8mm，长度为70-80mm。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
1.探针可拆卸，更换方便。并且探针可平行于平行玻璃管中心轴移动，还可垂直中心轴移动。探针移动可随放电过程实时进行，移动距离可精确到0.5毫米。对于研究等离子体的性质更有意义，可提高学生实验兴趣，适合实验教学使用。
2.改变放电管的方向，由原来的平行放置，改为垂直地面放置。且放电管上端采用聚四氟乙烯材料作为法兰，有效阻止极板和金属法兰之间的无用放电。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为直流辉光放电探针诊断装置的整体结构示意图；
图2a和2b为单探针的主视图和侧视图；
图3a和3b为双探针的主视图和侧视图；
其中，1 圆孔；2 橡胶圈；3 聚四氟绝缘材料；4 放电阴极；5 放电管；6 平行玻璃管；7 探针；8 放电阳极；9 下法兰；10 快捷法兰；11 波纹管；12 上法兰；13 上下移动螺丝；14 左右移动螺丝；15 钨丝；16 石英毛细管；17 聚四氟乙烯包裹层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，以解决上述现有技术存在的问题，该装置探针可移动、可拆卸，更换方便，并且实验效果更好，实验所得数据更准确。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1-3所示，本发明提供一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，将放电管5垂直地面放置，上下分别有法兰密封，下法兰9固定在实验台上。放电管5右侧有一凸出的平行玻璃管6，用于安放探针7。和右侧平行玻璃管6相连的为波纹管11，连接处用一快捷法兰10(聚四氟乙烯制成)密封连接，且固定在轨道上不可移动。波纹管11可左右伸缩，且密封性很好。波纹管11右侧，探针7固定在竖直支架上，可左右、上下移动。
具体地，放电管5：由耐高温玻璃管制成，外径50mm，内径46mm，厚度2mm，长度200mm。
放电管5的上下法兰：下法兰9为不锈钢金属材料制成，固定在实验台上不可移动。上法兰12由聚四氟乙烯材料制成，防止放电极板和金属法兰之间发生放电。上下法兰和放电管5接触位置均有橡胶圈2，起到密封作用。
放电极板：放电极板均由不锈钢金属材料制成，圆形，直径40mm。下极板为放电阳极8，固定在实验台上，距离放电管5底部30mm，不可移动。下极板下方有聚四氟绝缘材料3。上极板为放电阴极4，接直流高压，利用垂直轴固定在聚四氟法兰上，可上下移动，上极板距离放电管5底部可移动距离范围为80-170mm，同样上极板上方为聚四氟绝缘材料3。上极板垂直轴中空，可通入放电气体，垂直轴留出几个圆孔1，用于出气。极板垂直轴中空设计，另一个好处是：阴极板放电过程中发热，气体流动可带走部分热量。
右侧凸出的平行玻璃管6：平行实验台设置，外径20mm，内径17mm，长度40mm，下边缘距离放电管5底部55-60mm。放电管5右侧和波纹管11相连，连接处用一聚四氟制成的快捷法兰10密封链接，并固定在轨道上。
波纹管11：类似于弹簧结构，密封性很好，可左右伸缩，内径大于50mm，长度60-120mm可调。波纹管11右侧用一法兰固定探针7，通过上下移动螺丝13和左右移动螺丝14，控制探针7左右移动和上下移动。采集放电管5内平行中心轴方向和垂直方向的等离子体数据。并且可随放电过程实时移动，数据更加全面，结果更加可靠。
和左右移动螺丝14相连的L型轨道固定不动，且此轨道的平行轨道上有螺纹，通过控制左右移动螺丝14，使波纹管11右侧一体的竖直支架左右移动，从而控制探针左右移动；波纹管11右侧竖直支架的右侧有螺纹，上下移动螺丝13所在竖直支架和其右侧法兰及探针一体，通过控制上下移动螺丝13，其探针相对波纹管11右侧竖直支架上下移动。
探针7：如图2-3，探针7可为单探针或者双探针。单探针：钨丝15直径0.5mm，露出石英管长度10mm，石英毛细管16直径3mm，露出包裹层长度60-65mm，聚四氟乙烯包裹层17直径8mm，长度70-80mm。双探针：钨丝15直径0.5mm,露出石英管长度均10mm，石英毛细管16椭圆形，直径分别为3mm、6mm，两个探针7之间距离2-3mm，石英毛细管露出包裹层长度为60-65mm，聚四氟乙烯包裹层的直径8mm，长度为70-80mm。
针对探针7固定，不可移动的缺点，本发明将整个放电管5垂直地面放置，从侧面引入一平行地面的波纹管11，将探针7伸入其中，探针7可平行或者垂直放电管5的中心轴移动，可采集多个地方的等离子体参数，有利于提高实验数据的准确度。此外，放电管5的下端为阳极接地，上端为阴极接高压。上端法兰采用聚四氟乙烯固体材料制成(重量较轻)，能有效防止阴极和金属法兰之间产生放电。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：包括放电管、平行玻璃管、探针、波纹管、放电阴极和放电阳极，上下两端分别由法兰密封的所述放电管垂直放置，所述放电管的下法兰固定在实验台上，所述放电管内的上极板为所述放电阴极，接入直流高压的所述放电阴极利用垂直轴与所述放电管的上法兰连接并可相对于下极板上下移动，所述放电管内的下极板为所述放电阳极，接地的所述放电阳极绝缘固定在所述下法兰上；所述放电管的一侧密封连接有用于安放探针的所述平行玻璃管，所述平行玻璃管的另一端密封连接有所述波纹管，所述探针的另一端穿过所述波纹管；所述波纹管的压缩与伸长可带动所述探针在所述放电管内的一端伸长与缩短。
2.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述放电管由耐高温平行玻璃管制成，所述放电管的外径为50mm,内径为46mm，厚度为2mm,长度为200mm。
3.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述下法兰为不锈钢金属材料制成，固定在实验台上不可移动；所述上法兰由聚四氟乙烯材料制成；上下法兰和放电管接触位置均有橡胶圈。
4.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述放电阳极和放电阴极均由不锈钢金属材料制成，两者为直径40mm的圆形；所述放电阳极距离放电管底部30mm，且所述放电阳极底部与下法兰之间有聚四氟绝缘材料。
5.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述放电阴极距离放电管底部可移动距离范围为80-170mm，所述放电阴极顶部与上法兰之间为聚四氟绝缘材料；所述垂直轴中空，可通入放电气体，垂直轴留出几个圆孔，用于出气。
6.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述平行玻璃管平行实验台设置，所述平行玻璃管的外径为20mm，内径为17mm，长度为40mm，所述平行玻璃管的下边缘距离放电管底部55-60mm；所述平行玻璃管与波纹管的连接处用一聚四氟制成的快捷法兰密封连接。
7.根据权利要求6所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述波纹管的内径大于50mm，长度在60mm到120mm之间可调；所述波纹管的外侧用一法兰固定所述探针的另一端，该处法兰与所述快捷法兰共同安装在可移动支架上，通过改变可移动支架的高度和左右位置以及改变所述波纹管的长度来实现所述探针位于所述放电管中一端的上下和左右位置；根据实验要求，采集所述平行玻璃管内平行中心轴方向和垂直方向的等离子体数据。
8.根据权利要求1所述的教学用直流辉光放电探针诊断装置，其特征在于：所述探针可为单探针或者双探针；采用单探针时，所述探针的规格为：钨丝直径0.5mm，露出石英管长度10mm，石英毛细管直径3mm，露出包裹层长度60-65mm，聚四氟乙烯包裹层的直径8mm，长度70-80mm；采用双探针时，所述探针的规格为：钨丝直径0.5mm，露出石英管长度均10mm，石英毛细管椭圆形且直径分别为3mm和6mm，两个探针之间距离2-3mm，石英毛细管露出包裹层长度为60-65mm，聚四氟乙烯包裹层的直径8mm，长度为70-80mm。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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