FR2683422A1 - High-frequency generator for plasma torch - Google Patents

High-frequency generator for plasma torch Download PDF

Info

Publication number
FR2683422A1
FR2683422A1 FR9113647A FR9113647A FR2683422A1 FR 2683422 A1 FR2683422 A1 FR 2683422A1 FR 9113647 A FR9113647 A FR 9113647A FR 9113647 A FR9113647 A FR 9113647A FR 2683422 A1 FR2683422 A1 FR 2683422A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
tuned
supply line
lines
high voltage
line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR9113647A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2683422B1 (en
Inventor
Durr Rene-Clet
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RC DURR SA
Original Assignee
RC DURR SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RC DURR SA filed Critical RC DURR SA
Priority to FR9113647A priority Critical patent/FR2683422B1/en
Publication of FR2683422A1 publication Critical patent/FR2683422A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2683422B1 publication Critical patent/FR2683422B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
    • H05H1/34Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/36Circuit arrangements
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
    • H03B5/18Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance
    • H03B5/1817Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator
    • H03B5/1835Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input with frequency-determining element comprising distributed inductance and capacitance the frequency-determining element being a cavity resonator the active element in the amplifier being a vacuum tube
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/30Plasma torches using applied electromagnetic fields, e.g. high frequency or microwave energy

Abstract

The generator according to the invention comprises an oscillator circuit (1) magnetically coupled to a coupling circuit (13) comprising an inductor coil (17). The oscillator circuit (1) comprises two triodes (2, 3) whose anodes (7, 8) are connected to quarter-wave tuned lines (9, 10). A feedback line (20) is connected between the connection point (11) of the two quarter-wave tuned lines (9, 10) and, on the one hand, a negative high-voltage supply line (6) and, on the other hand, a positive high-voltage supply line (12). Complementary coupled impedences (22, 23) make it possible to adjust the feedback level. Complex impedences (33, 34) make it possible to adjust the coupling of the grids (26, 27) of the triodes.

Description

GENERATEUR HAUTE FREQUENCE POUR TORCHE A PLASMA
La présente invention concerne un générateur haute fréquence pour torche à plasma, ctest-à-dire destiné à la production d'une flamme de plasma à partir d'un jet gazeux.
HIGH FREQUENCY GENERATOR FOR PLASMA TORCH
The present invention relates to a high frequency generator for a plasma torch, that is to say intended for the production of a plasma flame from a gas jet.

De tels générateurs pour torche à plasma sont fréquemment utilisés pour des analyses en spectrométrie d'émission, pour l'analyse d'un mélange gazeux, ou pour l'analyse d'un produit introduit sous forme d'aérosol dans un jet gazeux, l'ensemble étant excité par une induction haute fréquence jusqutà l'obtention d'une flamme de plasma. Such plasma torch generators are frequently used for analyzes in emission spectrometry, for the analysis of a gas mixture, or for the analysis of a product introduced in the form of an aerosol into a gas jet, l the assembly being excited by a high frequency induction until a plasma flame is obtained.

On obtient généralement une flamme de plasma en faisant arriver un jet de gaz comme de l'argon à l'intérieur d'une bobine inductrice alimentée à très haute fréquence, de l'ordre par exemple de 40 à 60 MHz. A plasma flame is generally obtained by causing a jet of gas such as argon to arrive inside an induction coil supplied at very high frequency, of the order of 40 to 60 MHz for example.

Le générateur haute fréquence, qui alimente la bobine inductrice, doit pouvoir être accordé sur une impédance très élevée pendant la courte période entre la mise en route et l'allumage de la flamme, puis s'adapter automatiquement à une impédance faible dès l'allumage, et donc présenter un très haut coefficient de surtension. The high frequency generator, which supplies the induction coil, must be able to be tuned to a very high impedance during the short period between the start-up and the ignition of the flame, then automatically adapt to a low impedance upon ignition. , and therefore have a very high overvoltage coefficient.

On connait déjà de tels générateurs haute fréquence pour torche à plasma, par exemple tels que décrits dans un article publié en 1976, pages 271 à 282 dans le N 84 de la revue "ANALYTICA CHIMICA ACTA". Dans de tels générateurs haute fréquence, l'adaptation d'impédance est obtenue en utilisant un circuit oscillateur à lignes accordées en quart d'onde. We already know such high frequency generators for plasma torches, for example as described in an article published in 1976, pages 271 to 282 in N 84 of the review "ANALYTICA CHIMICA ACTA". In such high frequency generators, the impedance matching is obtained by using an oscillator circuit with lines tuned in quarter wave.

Un tel générateur haute fréquence connu est représenté sur la figure 1. I1 comprend un circuit oscillateur 1 comportant deux triodes 2 et 3 dont les cathodes respectives 4 et 5 sont connectées l'une à l'autre et à une ligne d'alimentation négative haute tension 6, et dont les anodes respectives 7 et 8 sont connectées en série respectivement avec une première ligne accordée en quart d'onde 9 et avec une seconde ligne accordée en quart d'onde 10. Les lignes accordées en quart d'onde 9 et 10 sont elles-mêmes connectées l'une à l'autre en un point de raccordement il lui-même connecté à une ligne d'alimentation positive haute tension 12. Such a known high frequency generator is shown in FIG. 1. I1 comprises an oscillator circuit 1 comprising two triodes 2 and 3, the respective cathodes 4 and 5 of which are connected to each other and to a high negative supply line. voltage 6, and the respective anodes 7 and 8 of which are connected in series respectively with a first line tuned in quarter wave 9 and with a second line tuned in quarter wave 10. The lines tuned in quarter wave 9 and 10 are themselves connected to each other at a connection point which is itself connected to a high-voltage positive supply line 12.

Le générateur comprend en outre un circuit de couplage 13, couplé magnétiquement au circuit oscillateur 1, et comportant deux lignes accordées 14 et 15 en série l'une avec l'autre et avec un circuit oscillant parallèle formé d'un condensateur 16 et d'une bobine inductri ce 17. Le champ magnétique haute fréquence de formation de plasma est créé dans ladite bobine inductrice 17. The generator further comprises a coupling circuit 13, magnetically coupled to the oscillator circuit 1, and comprising two lines tuned 14 and 15 in series with each other and with a parallel oscillating circuit formed by a capacitor 16 and an inductor coil 17. The high frequency magnetic field of plasma formation is created in said inductor 17.

L'une des difficultés d'un tel générateur connu vient du fait que, au cours de leur fonctionnement, les triodes 2 et 3 tendent à se modifier, par l'effet du vieillissement, ledit vieillissement étant généralement inégal en fonction des triodes. I1 en résulte un déséquilibre du circuit oscillateur, qui perd assez rapidement son efficacité. One of the difficulties of such a known generator comes from the fact that, during their operation, the triodes 2 and 3 tend to be modified, by the effect of aging, said aging being generally uneven depending on the triodes. This results in an imbalance in the oscillator circuit, which loses its efficiency fairly quickly.

Une autre difficulté de tels générateurs est leur encombrement. Another difficulty with such generators is their size.

En effet, la constitution elle-même des circuits induit des pertes d'énergie dans les diverses lignes, ce qui nécessite de surdimensionner le générateur pour obtenir une puissance donnée.Indeed, the constitution of the circuits itself induces energy losses in the various lines, which requires oversizing the generator to obtain a given power.

Egalement, il apparat souhaitable d'augmenter encore l'aptitude de tels générateurs à s'adapter automatiquement à des impédances de charge très variables. Also, it appears desirable to further increase the ability of such generators to automatically adapt to very variable load impedances.

La présente invention a notamment pour objet d'éviter les inconvénients des générateurs connus, en proposant une nouvelle structure de générateur haute fréquence pour torche à plasma qui soit à la fois de plus faible dimension pour une puissance donnée et qui permette de conserver un fonctionnement correct même en cas de déséquilibre des triodes dû à un vieillisement différentiel. Ces résultats sont obtenus selon l'invention sans augmenter le coût du générateur. The object of the present invention is in particular to avoid the drawbacks of known generators, by proposing a new high-frequency generator structure for a plasma torch which is both smaller in size for a given power and which makes it possible to maintain correct operation. even in case of triode imbalance due to differential aging. These results are obtained according to the invention without increasing the cost of the generator.

Pour atteindre ces buts ainsi que d'autres, le générateur haute fréquence pour torche à plasma selon l'invention comprend - un circuit oscillateur, comportant deux triodes connectées l'une à l'autre et à une première ligne d'alimentation haute tension et connectées en série respectivement avec une première ligne accordée en quart d'onde et avec une seconde ligne accordée en quart d'onde, lesdites lignes accordées en quart d'onde étant elles-mêmes connectées l'une à l'autre en un point de raccordement recevant lui-même le potentiel continu d'une seconde ligne d'alimentation haute tension, - un circuit de couplage, couplé magnétiquement au circuit oscillateur et comportant deux lignes accordées connectées à une bobine inductrice dans laquelle est créé le champ magnétique haute fréquence de formation de plasma, - un circuit de contre-réaction entre les deux lignes accordées en quart d'onde, assurant le maintien d'une symétrie de fonctionnement entre les deux moitiés du circuit oscillateur en cas de déséquilibre entre les deux triodes. To achieve these and other aims, the high-frequency generator for plasma torch according to the invention comprises - an oscillator circuit, comprising two triodes connected to each other and to a first high-voltage supply line, and connected in series respectively with a first line tuned in quarter wave and with a second line tuned in quarter wave, said lines tuned in quarter wave being themselves connected to each other at a point of connection itself receiving the direct potential of a second high voltage power supply line, - a coupling circuit, magnetically coupled to the oscillator circuit and comprising two tuned lines connected to an inductor in which the high frequency magnetic field of plasma formation, - a feedback circuit between the two lines tuned in quarter wave, ensuring the maintenance of an operating symmetry between the two halves of the oscillator circuit in the event of imbalance between the two triodes.

Selon un mode de réalisation préféré, le circuit de contreréaction comprend - une ligne de contre-réaction connectée entre le point de raccordement des lignes accordées en quart d'onde et un point de jonction lui-même connecté à la première ligne d'alimentation haute tension par un condensateur de découplage, - deux impédances couplées complémentaires, insérées respectivement en série avec la première ligne accordée en quart d'onde et avec la seconde ligne accordée en quart d'onde. According to a preferred embodiment, the feedback circuit comprises - a feedback line connected between the connection point of the lines tuned in quarter wave and a junction point itself connected to the first high power supply line voltage by a decoupling capacitor, - two complementary coupled impedances, inserted respectively in series with the first line tuned in quarter wave and with the second line tuned in quarter wave.

Selon un mode de réalisation avantageux, les grilles des triodes sont connectées à la première ligne d'alimentation haute tension par des impédances complexes capacitives d'accord complémentaires, et sont en outre connectées en un point commun par des résistances de polarisation, ledit point commun étant connecté à la première ligne d'alimentation haute tension par une impédance commune découplée par un condensateur. According to an advantageous embodiment, the grids of the triodes are connected to the first high-voltage supply line by complex capacitive impedances of complementary agreement, and are also connected at a common point by polarization resistors, said common point. being connected to the first high voltage supply line by a common impedance decoupled by a capacitor.

D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation particulier, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles - la figure 1 illustre le schéma électrique d'un générateur pour torche à plasma de type connu ; et - la figure 2 illustre le schéma électrique d'un générateur haute fréquence pour torche à plasma selon un mode de réalisation de la prés ente invention. Other objects, characteristics and advantages of the present invention will emerge from the following description of a particular embodiment, made in relation to the attached figures, among which - FIG. 1 illustrates the electrical diagram of a generator for a torch with plasma of known type; and - Figure 2 illustrates the electrical diagram of a high frequency generator for plasma torch according to an embodiment of the present invention.

Le générateur connu de la figure 1 a été décrit ci-dessus. I1 permet, par alimentation au moyen d'une source d'énergie électrique continue à haute tension 18, de produire dans la bobine inductrice 17 un champ magnétique alternatif à haute fréquence susceptible de créer une flamme de plasma par ionisation et constriction d'un flux gazeux. The generator known in FIG. 1 has been described above. I1 allows, by power supply by means of a high-voltage continuous electrical energy source 18, to produce in the induction coil 17 a high frequency alternating magnetic field capable of creating a plasma flame by ionization and constriction of a flow gaseous.

Le générateur de la présente invention, par exemple le générateur selon le mode de réalisation représenté sur la figure 2, reprend un certain nombre d'éléments du générateur connu. Ces éléments communs sont repérés par les mêmes références numériques. The generator of the present invention, for example the generator according to the embodiment shown in FIG. 2, takes up a certain number of elements of the known generator. These common elements are identified by the same reference numbers.

Ainsi, on retrouve dans le générateur de la figure 2 un circuit oscillateur 1, une première triode 2, une seconde triode 3, une première ligne d'alimentation haute tension 6 qui peut être avantageusement la ligne d'alimentation négative haute tension, une seconde ligne d'alimentation haute tension 12 qui peut être avantageusement la ligne d'alimentation positive à haute tension, un circuit de couplage 13, une bobine inductrice 17. Thus, we find in the generator of FIG. 2 an oscillator circuit 1, a first triode 2, a second triode 3, a first high voltage supply line 6 which may advantageously be the negative high voltage supply line, a second high voltage supply line 12 which can advantageously be the positive high voltage supply line, a coupling circuit 13, an inductor coil 17.

La cathode 4 de la première triode 2 est connectée à la ligne d'alimentation négative haute tension 6 par une première ligne cathodique 40, tandis que la cathode 5 de la seconde triode 3 est connectée à la même ligne d'alimentation négative haute tension 6 par une seconde ligne cathodique 50. L'anode 7 de la première triode 3 est connectée à une première ligne accordée en quart d'onde 9, tandis que l'anode 8 de la seconde triode 3 est connectée à une seconde ligne accordée en quart d'onde 10. Lesdites lignes accordées en quart d'onde 9 et 10 sont elles mêmes connectées l'une à l'autre en un point de raccordement 11 lui-même connecté à la ligne d'alimentation positive haute tension 12. The cathode 4 of the first triode 2 is connected to the high voltage negative supply line 6 by a first cathode line 40, while the cathode 5 of the second triode 3 is connected to the same high voltage negative supply line 6 by a second cathode line 50. The anode 7 of the first triode 3 is connected to a first line tuned in quarter wave 9, while the anode 8 of the second triode 3 is connected to a second line tuned in quarter wave wave 10. Said lines tuned in quarter wave 9 and 10 are themselves connected to each other at a connection point 11 which is itself connected to the high voltage positive supply line 12.

Le circuit de couplage 13 est couplé magnétiquement au circuit oscillateur 1, et comporte deux lignes accordées 14 et 15 connectées en série avec la bobine inductrice 17 elle-même en parallèle sur le condensateur 16. The coupling circuit 13 is magnetically coupled to the oscillator circuit 1, and has two tuned lines 14 and 15 connected in series with the induction coil 17 itself in parallel on the capacitor 16.

Pour supprimer la composante statique du couplage et ne capter que la composante magnétique, on dispose de façon connue entre la boucle des lignes anodiques 9 et 10 et la boucle des lignes accordées 14 et 15 du circuit de couplage 13 un écran 19 formé par une série de dipôles ouverts. To suppress the static component of the coupling and to capture only the magnetic component, there is, in a known manner, between the loop of the anode lines 9 and 10 and the loop of the tuned lines 14 and 15 of the coupling circuit 13 a screen 19 formed by a series of open dipoles.

Le circuit du générateur selon l'invention se distingue tout d'abord par la présence d'un circuit de contre-réaction entre les deux lignes accordées en quart d'onde 9 et 10 du circuit oscillateur 1. Ce circuit de contre-réaction est destiné à assurer le maintien d'une symétrie de fonctionnement entre les deux moitiés du circuit oscillateur en cas de déséquilibre de caractéristiques entre les deux triodes 2 et 3. The generator circuit according to the invention is distinguished first of all by the presence of a feedback circuit between the two tuned quarter-wave lines 9 and 10 of the oscillator circuit 1. This feedback circuit is intended to maintain an operating symmetry between the two halves of the oscillator circuit in the event of an imbalance of characteristics between the two triodes 2 and 3.

Dans le mode de réalisation représenté, le circuit de contreréaction comprend une ligne de contre-réaction 20, d'impédance appropriée, connectée entre le point de raccordement 11 des lignes accordées en quart d'onde 9 et 10 et un point de jonction 21 lui-même connecté à la ligne d'alimentation négative haute tension 6 par un condensateur de découplage 24. Le circuit de contre-réaction comprend en outre deux impédances couplées complémentaires, à savoir une première impédance 22 insérée en série avec la première ligne accordée en quart d'onde 9, et une seconde impédance 23 connectée en série avec la seconde ligne accordée en quart d'onde 10. Le point de jonction 21 est connecté en outre à la ligne d'alimentation positive à haute tension 12 par une inductance série 25. In the embodiment shown, the feedback circuit comprises a feedback line 20, of appropriate impedance, connected between the connection point 11 of the tuned quarter-wave lines 9 and 10 and a junction point 21 itself. even connected to the high voltage negative supply line 6 by a decoupling capacitor 24. The feedback circuit further comprises two complementary coupled impedances, namely a first impedance 22 inserted in series with the first line tuned in quarter wave 9, and a second impedance 23 connected in series with the second line tuned in quarter wave 10. The junction point 21 is further connected to the positive high voltage supply line 12 by a series inductor 25 .

Selon une première possibilité, les grilles respectives 26 et 27 des triodes 2 et 3 peuvent être polarisées de façon connue, par exemple comme représenté sur le schéma de la figure 1. According to a first possibility, the respective grids 26 and 27 of the triodes 2 and 3 can be polarized in a known manner, for example as shown in the diagram in FIG. 1.

Toutefois, on pourra préférer une disposition particulière selon la présente invention, qui améliore l'équilibrage du générateur selon ce mode de réalisation, les grilles sont connectées en un point commun 28 par des résistances de polarisation 29 et 30, ledit point commun 28 étant connecté à la ligne d'alimentation négative à haute tension 6 par une impédance commune 31 découplée par un condensateur 32. However, we may prefer a particular arrangement according to the present invention, which improves the balancing of the generator according to this embodiment, the grids are connected at a common point 28 by polarization resistors 29 and 30, said common point 28 being connected to the negative high-voltage supply line 6 by a common impedance 31 decoupled by a capacitor 32.

En outre, selon l'invention, les grilles respectives 26 et 27 des triodes 2 et 3 sont connectées à la ligne d'alimentation négative à haute tension 6 par des impédances complexes capacitives d'accord complémentaires, à savoir l'impédance 33 et l'impédance 34. In addition, according to the invention, the respective grids 26 and 27 of the triodes 2 and 3 are connected to the negative high-voltage supply line 6 by complex capacitive impedances of complementary agreement, namely the impedance 33 and l impedance 34.

Selon un mode de réalisation avantageux, l'impédance commune 31 peut être constituée par l'impédance interne d'un milliampèremètre, qui donne simultanément l'indication de l'énergie fournie par le générateur. According to an advantageous embodiment, the common impedance 31 can be constituted by the internal impedance of a milliammeter, which simultaneously gives the indication of the energy supplied by the generator.

Le circuit de couplage 13 selon l'invention comprend avantageusement une boucle de couplage 35, connectée en série avec les lignes accordées 14 et 15. Un condensateur double d'ajustage 36 est avantageusement connecté entre les départs des lignes accordées 14 et 15, comme représenté sur la figure 2, pour augmenter les possibilités d'autoadaptation du générateur à des variations d'impédance d'utilisation dans la bobine inductrice 17. En pratique, le condensateur double d'ajustage 36 comprend un premier condensateur 37 connecté entre le départ de la ligne accordée 15 et un point commun 38, et un second condensateur 39 connecté entre le départ de la ligne accordée 14 et le même point commun 38. Ce même point commun 38 est connecté au point milieu du conducteur formant la boucle de couplage 35, ainsi qu'au point milieu des conducteurs formant l'écran 19. Les valeurs respectives des condensateurs d'ajustage 37 et 39 peuvent être réglées pour équilibrer et accorder l'ensemble du circuit de couplage 13.  The coupling circuit 13 according to the invention advantageously comprises a coupling loop 35, connected in series with the tuned lines 14 and 15. A double adjustment capacitor 36 is advantageously connected between the outlets of the tuned lines 14 and 15, as shown in FIG. 2, to increase the possibilities of self-adaptation of the generator to variations in impedance of use in the induction coil 17. In practice, the double adjustment capacitor 36 comprises a first capacitor 37 connected between the start of the tuned line 15 and a common point 38, and a second capacitor 39 connected between the start of the tuned line 14 and the same common point 38. This same common point 38 is connected to the midpoint of the conductor forming the coupling loop 35, thus only at the midpoint of the conductors forming the screen 19. The respective values of the adjustment capacitors 37 and 39 can be adjusted to balance and tune the entire coupling circuit 13.

Dans le circuit de la présente invention, les deux impédances couplées complémentaires 22 et 23 sont réglées pour ajuster le taux de contre-réaction entre les lignes accordées 9 et 10. In the circuit of the present invention, the two complementary coupled impedances 22 and 23 are adjusted to adjust the rate of feedback between the tuned lines 9 and 10.

De préférence, les lignes cathodiques 40 et 50 sont accordées en quart d'onde. Les couplages cathodiques réalisés par ces lignes cathodiques 40 et 50 peuvent rester fixes. Preferably, the cathode lines 40 and 50 are tuned in quarter wave. The cathode couplings produced by these cathode lines 40 and 50 can remain fixed.

Les couplages de grilles sont ajustés respectivement par les impédances complexes 33 et 34. The grid couplings are adjusted respectively by the complex impedances 33 and 34.

La ligne de contre-réaction 20 assure la symétrie de fonctionnement des deux triodes 2 et 3, même en cas d'évolution non strictement parallèle du vieillissement de ces triodes. The feedback line 20 ensures the symmetry of operation of the two triodes 2 and 3, even in the event of a non-strictly parallel evolution of the aging of these triodes.

La bobine inductrice 17 est accordée par le condensateur 16. The induction coil 17 is tuned by the capacitor 16.

Le générateur selon la présente invention peut être utilisé notamment pour la spectrométrie de haute précision et sensibilité, par exemple : spectrométrie d'émission, spectrométrie d'absorption, spectrométrie de masse par injection directe de l'échantillon à analyser soit sous forme d'aérosol soit sous forme pulvérulente. The generator according to the present invention can be used in particular for high precision and sensitivity spectrometry, for example: emission spectrometry, absorption spectrometry, mass spectrometry by direct injection of the sample to be analyzed either in aerosol form either in powder form.

Le générateur peut également être utilisé pour créer des plasmas de haute puissance, soit pour des traitements, soit dans des réacteurs chimiques, soit pour la destruction de matières non biodégradables, sous surveillance analytique constante. The generator can also be used to create high power plasmas, either for treatments, in chemical reactors, or for the destruction of non-biodegradable materials, under constant analytical monitoring.

Dans toutes ces utilisations, le générateur peut produire des puissances dans une gamme très étendue, depuis la petite unité pour l'enseignement soit de l'ordre de la centaine de watts, jusqu'à de grands ensembles en cellule blindée de l'ordre du kilowatt ou du mégawatt pour le nucléaire, le spatial, l'environnement. In all these uses, the generator can produce powers in a very wide range, from the small unit for teaching, of the order of a hundred watts, to large sets in armored cell of the order of kilowatt or megawatt for nuclear, space, environment.

Pour chaque application, le choix des valeurs d'impédances des différents éléments composant le circuit est à la portée de l'homme du métier. For each application, the choice of the impedance values of the various elements making up the circuit is within the reach of those skilled in the art.

La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après.  The present invention is not limited to the embodiments which have been explicitly described, but it includes the various variants and generalizations thereof contained in the field of claims below.

Claims (8)

REVENDICATIONS 1 - Générateur haute fréquence pour torche à plasma, comprenant - un circuit oscillateur (1), comportant deux triodes (2, 3) connectées l'une à l'autre et à une première ligne d'alimentation haute tension (6) et connectées en série respectivement avec une première ligne accordée en quart dwonde (9) et avec une seconde ligne accordée en quart d'onde (10), lesdites lignes accordées en quart d'onde (9, 10) étant ellesmêmes connectées l'une à l'autre en un point de raccordement (11) recevant lui-même le potentiel continu d'une seconde ligne d'alimentation haute tension (12), - un circuit de couplage (13), couplé magnétiquement au circuit oscillateur (11) et comportant deux lignes accordées (14, 15) connectées à une bobine inductrice (17) dans laquelle est créé le champ magnétique haute fréquence de formation de plasma, caractérisé en ce qu'il comprend en outre - un circuit de contre-réaction entre les deux lignes accordées en quart d'onde (9, 10), assurant le maintien d'une symétrie de fonctionnement entre les deux moitiés du circuit oscillateur en cas de déséquilibre entre les deux triodes (2, 3). 1 - High frequency generator for plasma torch, comprising - an oscillator circuit (1), comprising two triodes (2, 3) connected to each other and to a first high voltage supply line (6) and connected in series respectively with a first line tuned in quarter wave (9) and with a second line tuned in quarter wave (10), said lines tuned in quarter wave (9, 10) being themselves connected to each other other at a connection point (11) itself receiving the direct potential of a second high-voltage supply line (12), - a coupling circuit (13), magnetically coupled to the oscillator circuit (11) and comprising two tuned lines (14, 15) connected to an inductor (17) in which is created the high frequency magnetic field of plasma formation, characterized in that it further comprises - a feedback circuit between the two lines quarter-wave tuned (9, 10), ensuring e maintenance of operating symmetry between the two halves of the oscillator circuit in the event of an imbalance between the two triodes (2, 3). 2 - Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de contre-réaction comprend - une ligne de contre-réaction (20) connectée entre le point de raccordement (11) des lignes accordées en quart d'onde (9, 10) et un point de jonction (21) lui-même connecté à la première ligne d'alimentation haute tension (6), par un condensateur de découplage (24), - deux impédances couplées complémentaires (22, 23), insérées respectivement en série avec la première ligne accordée en quart d'onde (9) et avec la seconde ligne accordée en quart d'onde (10). 2 - Generator according to claim 1, characterized in that the feedback circuit comprises - a feedback line (20) connected between the connection point (11) of the lines tuned in quarter wave (9, 10 ) and a junction point (21) itself connected to the first high voltage supply line (6), by a decoupling capacitor (24), - two complementary coupled impedances (22, 23), inserted respectively in series with the first line tuned in quarter wave (9) and with the second line tuned in quarter wave (10). 3 - Générateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le point de jonction (21) est connecté d'une part à la première ligne d'alimentation haute tension (6) par le condensateur de découplage (24), et d'autre part à la seconde ligne d'alimentation haute tension (12) par une inductance série (25). 3 - Generator according to claim 2, characterized in that the junction point (21) is connected on the one hand to the first high voltage supply line (6) by the decoupling capacitor (24), and on the other goes to the second high voltage power line (12) via a series inductor (25). 4 - Générateur selon l'une quelconque des révendications 1 à 3, caractérisé en ce que les lignes accordées en quart d'onde (9, 10) sont connectées aux anodes respectives (7, 8) des triodes (2, 3), la seconde ligne d'alimentation haute tension (12) étant une ligne d'alimentation positive haute tension, les cathodes (4, 5) des triodes (2, 3) étant connectées entre elles et à une ligne d'alimentation négative haute tension (6) respectivement par des lignes cathodiques (40, 50) ellesmêmes accordées. 4 - Generator according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the lines tuned in quarter wave (9, 10) are connected to the respective anodes (7, 8) of the triodes (2, 3), the second high voltage supply line (12) being a positive high voltage supply line, the cathodes (4, 5) of the triodes (2, 3) being connected to each other and to a negative high voltage supply line (6 ) respectively by cathode lines (40, 50) themselves tuned. 5 - Générateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les grilles (26, 27) des triodes (2, 3) sont connectées à la ligne d'alimentation négative haute tension (6) par des impédances complexes capacitives d'accord complémentaires (33, 34). 5 - Generator according to claim 4, characterized in that the grids (26, 27) of the triodes (2, 3) are connected to the high voltage negative supply line (6) by complex capacitive impedances of complementary agreement ( 33, 34). 6 - Générateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les grilles (26, 27) sont en outre connectées en un point commun (28) par des résistances de polarisation (29, 30), ledit point commun (28) étant connecté à la ligne d'alimentation négative haute tension (6) par une impédance commune (31) découplée par un condensateur (32). 6 - Generator according to claim 4, characterized in that the grids (26, 27) are further connected at a common point (28) by polarization resistors (29, 30), said common point (28) being connected to the high voltage negative supply line (6) by a common impedance (31) decoupled by a capacitor (32). 7 - Générateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite impédance commune (31) est l'impédance interne d'un milliampèremètre donnant l'indication de l'énergie fournie par le générateur. 7 - Generator according to claim 6, characterized in that said common impedance (31) is the internal impedance of a milliammeter giving the indication of the energy supplied by the generator. 8 - Générateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit de couplage (13) comprend un condensateur double d'ajustage (36) connecté entre les départs des lignes accordées (14, 15), augmentant les possibilités d'auto-adaptation du générateur à des variations d'impédance d'utilisation dans la bobine inductrice (17).  8 - Generator according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the coupling circuit (13) comprises a double adjustment capacitor (36) connected between the feeders of the tuned lines (14, 15), increasing the possibilities of self-adaptation of the generator to variations in use impedance in the induction coil (17).
FR9113647A 1991-10-31 1991-10-31 HIGH FREQUENCY GENERATOR FOR PLASMA TORCH. Expired - Fee Related FR2683422B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9113647A FR2683422B1 (en) 1991-10-31 1991-10-31 HIGH FREQUENCY GENERATOR FOR PLASMA TORCH.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9113647A FR2683422B1 (en) 1991-10-31 1991-10-31 HIGH FREQUENCY GENERATOR FOR PLASMA TORCH.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2683422A1 true FR2683422A1 (en) 1993-05-07
FR2683422B1 FR2683422B1 (en) 1994-01-21

Family

ID=9418638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR9113647A Expired - Fee Related FR2683422B1 (en) 1991-10-31 1991-10-31 HIGH FREQUENCY GENERATOR FOR PLASMA TORCH.

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2683422B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057947A1 (en) * 1998-05-05 1999-11-11 Chapel Et Cie Method and device for high frequency treatment of products, related materials and uses
EP4177602A1 (en) 2021-11-09 2023-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a composition of a substance sample, detector, control unit and computer program product

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3530335A (en) * 1969-02-03 1970-09-22 Humphreys Corp Induction plasma generator with high velocity sheath
US3648015A (en) * 1970-07-20 1972-03-07 Thomas E Fairbairn Radio frequency generated electron beam torch
US3958883A (en) * 1974-07-10 1976-05-25 Baird-Atomic, Inc. Radio frequency induced plasma excitation of optical emission spectroscopic samples
EP0022404A1 (en) * 1979-07-04 1981-01-14 Instruments S.A. Plasma generator
JPS5773507A (en) * 1980-10-27 1982-05-08 Fujitsu Ltd Feedback type oscillator
EP0122403A1 (en) * 1983-03-08 1984-10-24 Allied Corporation Plasma excitation system
EP0281158A2 (en) * 1987-03-06 1988-09-07 The Perkin-Elmer Corporation Inductively coupled plasma torch

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3530335A (en) * 1969-02-03 1970-09-22 Humphreys Corp Induction plasma generator with high velocity sheath
US3648015A (en) * 1970-07-20 1972-03-07 Thomas E Fairbairn Radio frequency generated electron beam torch
US3958883A (en) * 1974-07-10 1976-05-25 Baird-Atomic, Inc. Radio frequency induced plasma excitation of optical emission spectroscopic samples
EP0022404A1 (en) * 1979-07-04 1981-01-14 Instruments S.A. Plasma generator
JPS5773507A (en) * 1980-10-27 1982-05-08 Fujitsu Ltd Feedback type oscillator
EP0122403A1 (en) * 1983-03-08 1984-10-24 Allied Corporation Plasma excitation system
EP0281158A2 (en) * 1987-03-06 1988-09-07 The Perkin-Elmer Corporation Inductively coupled plasma torch

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 6, no. 151 (E-124)(1029) 11 Août 1982 & JP-A-57 073 507 ( FUJITSU ) 8 Mai 1982 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999057947A1 (en) * 1998-05-05 1999-11-11 Chapel Et Cie Method and device for high frequency treatment of products, related materials and uses
FR2778525A1 (en) * 1998-05-05 1999-11-12 Chapel Et Cie METHOD AND DEVICE FOR HIGH FREQUENCY PROCESSING OF PRODUCTS AND HIGH FREQUENCY INDUCTANCE AND GENERATOR USED FOR THEIR IMPLEMENTATION
US6399927B1 (en) 1998-05-05 2002-06-04 Chapel Et Cie Method and device for high frequency treatment of products, related materials and uses
EP4177602A1 (en) 2021-11-09 2023-05-10 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a composition of a substance sample, detector, control unit and computer program product
WO2023083513A1 (en) 2021-11-09 2023-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Method for determining a composition of a material sample, detector, control unit and computer program product

Also Published As

Publication number Publication date
FR2683422B1 (en) 1994-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Godyak et al. Ion bombardment secondaty electron maintenance of steady RF discharge
EP0561261B1 (en) Atomic frequency standard
JPH11317193A (en) Mass spectrometry utilizing ion trap
EP0022404B1 (en) Plasma generator
EP0711100A1 (en) Plasma production device, allowing a dissociation between microwave propagation and absorption zones
DiDomenico Characteristics of a single-frequency Michelson-type He-Ne gas laser
Liu et al. Observation of the rotational spectrum of OH−
FR2683422A1 (en) High-frequency generator for plasma torch
Hansch et al. Observation of saturation peaks in a He-Ne laser by tuned laser differential spectrometry
Stoffels et al. Negative ions in a CCl2F2 radio frequency discharge
JPH09250986A (en) Ignition circuit for icp emission spectrochemical analyzer
JPH0821363B2 (en) Method for sampling plasma into a vacuum chamber and apparatus with rf bias therefor
Geddes et al. Enhanced dissociation of molecular nitrogen in a microwave plasma with an applied magnetic field
Evans et al. Ion‐trap mass spectrometry in ion structure studies. 1. Characterization of isomeric hydroxyindoles by electron ionization and energy‐resolved collision‐activated mass spectrometry
EP0082769A1 (en) Frequency multiplier
Wang et al. Experimental Investigation of the Resistive-Wall Instability for Localized Perturbations in the Long-Wavelength Range
Kuo-Petravić et al. Energy spreading and stabilization of plasma by applying a high-frequency electric field
FR2526582A1 (en) METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING MICROWAVE
FR2655493A1 (en) Very high-voltage generator using a voltage multiplier
SU1112998A1 (en) Method of generating plasma in plasma generator
US3846716A (en) Method of regulating light emitting power of laser and apparatus for effecting same
Ghigo et al. DAΦNE broadband impedance
Petty et al. High‐power radio‐frequency plasma source
Nath et al. Improved performance and rotational spectral characteristics of a doped helical TEA CO 2 laser
Conrad et al. Observation of the beam-plasma interaction below threshold

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse