RU2030849C1 - Высокочастотный генератор плазмы - Google Patents
Высокочастотный генератор плазмы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2030849C1 RU2030849C1 SU5054990A RU2030849C1 RU 2030849 C1 RU2030849 C1 RU 2030849C1 SU 5054990 A SU5054990 A SU 5054990A RU 2030849 C1 RU2030849 C1 RU 2030849C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- generator
- capacitance
- lamp
- electrode
- circuit
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Использование: для получения плазмы в газовых средах низкого и высокого давления. Сущность изобретения: генератор плазмы содержит генераторную лампу, например триод с выходной емкостью, не превышающей 7 пФ, анод которой через согласующую индуктивность величиной 2 4 мкГн и емкость соединен с электродом разряда, а сетка лампы через RC-цепь соединена с заземленным катодом. Анод лампы параллельно соединен с высоковольтным источником постоянного тока. Емкость и сопротивление RC-цепи выполнены регулируемыми по величине в диапазонах от 100 пФ до 4 мкФ и от 1,5 МОм до МОм соответственно. 1 ил.
Description
Изобретение относится к плазменной технике и может быть использовано для получения газовых разрядов с самовозбуждением в газообразных средах сложного химического состава низкого и высокого давления.
Известен генератор плазмы - плазменная горелка с индуктивной связью, предназначенный для получения плазмы с температурой ≈9000 К в целях использования в спектральном анализе. В упомянутом патенте с помощью автогенератора осцилляторного типа (LC-генератора), обеспечивающего синусоидальные колебания высокой частоты ( ≈40МГц), создают в диэлектрической камере индукционный разряд. Существование такого разряда определено узким диапазоном изменения электро- и газодинамических характеристик системы. Для возбуждения самостоятельного разряда предусмотрены система возбуждения и средства регулировки, что усложняет конструкцию в целом и снижает ресурс работы генератора плазмы [1].
Ближайшим из известных является высокочастотный генератор плазмы для получения одноэлектродного (факельного) разряда, описанного в работе [2]. Данный генератор построен по схеме с общим катодом и автотрансформаторной обратной связью. Эта схема характеризуется тем, что катод генераторной лампы соединен с корпусом (заземлен), постоянное смещение на управляющую сетку создается посредством постоянного резистора, а обратная связь с сеткой осуществляется через последовательную CD-цепь, у которой один конец сеточной индуктивности заземлен совместно с одним краем анодной индуктивности. Связь электрода с другим краем анодной индуктивности осуществляется посредством согласующей индуктивности. Этот же край анодной индуктивности связан с анодом генераторной лампы через разделительную емкость. В этой схеме возбуждение одноэлектродного разряда осуществляется принудительным образом. В частности, с помощью диэлектрического или металлического стержня, замыкаемого на электрод в момент формирования разряда. Самостоятельный разряд горит в открытой атмосфере. Мощность воздушного разряда составляет (20-45) Вт. Изменение мощности осуществляется через управление потенциалом защитной сетки лампы.
Предлагаемый высокочастотный генератор плазмы, как и известный, содержит плазмообразующий электрод, подключенный к генераторной лампе и высоковольтному источнику постоянного тока. Высоковольтный источник соединен через дроссель с анодом генераторной лампы, а через последовательно соединенные дроссель, емкость и согласующую индуктивность с электродом. При этом сетка генераторной лампы соединена с заземленным катодом лампы посредством RC-цепи, включающую параллельно соединенные сопротивление и емкость.
В отличие от известного, в предлагаемом генераторе плазмы электрод электроизолирован от RC-цепи, катода и сетки лампы, причем сопротивление и емкость RC-цепи выполнены регулируемыми по величине. Эта RC-цепь содержит по меньшей мере два параллельно соединенных сопротивления, подключенных через переключатель к регулируемому сопротивлению. В предлагаемой схеме генераторная лампа выполнена в виде триода с выходной емкостью не более 7 пф, а величина согласующей индуктивности выбрана в диапазоне от 2 до 4 мкГн. Для получения многообразия режимов генерации разряда величины регулируемых сопротивлений и емкостей выбраны в диапазоне от 1,5 кОм до 10 МОм и от 100 пФ до 4 мкФ соответственно.
На чертеже приведена эквивалентная схема предлагаемого генератора плазмы.
Схема содержит генераторный триод VLI, катод 1, которого присоединен непосредственно к корпусу (земле). С источником постоянного тока (на схеме не указан) анод 2 соединен через дроссель L др3. Дроссель 3 и емкость 4 являются фильтром для высокочастотной составляющей анодного напряжения. Разделение постоянного и переменного тока в анодных и сеточных цепях обеспечивается дросселем Lдр 3, разделительными конденсаторами Cp 5, C1 6, блоком конденсаторов 7 и переменным резистором R1 8. Одноэлектродный разряд 9 через электрод 10, согласующую индуктивность L111 и через разделительную емкость Cp 5 соединен с анодом 2.
Блок конденсаторов 7 собран из параллельно подключенных емкостей C2, C3...Cn-1, Cn с произвольным номиналом в диапазоне 50 пФ до 4 мкФ, один вывод которых соединен с корпусом, а другой через переключатель 12 - с сеткой лампы 13, с выводом переменной емкости C1 6 и с одним из выводов резистора R1 8. Другой вывод резистора R1 8 соединен через переключатель 14 с блоком параллельно подключенных постоянных резисторов 15 - R2, R3...Rn-1,Rn, один вывод которых подключен к клеммам переключателя, а другой - к корпусу. Блок сопротивлений 15 состоит из постоянных сопротивлений в диапазоне от 1,5 кОм до 10 МОм. Изменения сопротивления R1 8 осуществляется в диапазоне (0,2--47) кОм. Изменения емкости C1 6 осуществляется в диапазоне 50-2000 пФ. Второй вывод емкости C1 6 соединен с корпусом. Свободный конец электрода 10 заострен с радиусом закругления (0,5-0,1) мм.
Генератор плазмы работает следующим образом. Подается напряжение на накал лампы VLI (на схеме не указан). Осуществляется прогрев лампы VLI в течение (0,5-1) мин. Затем подается постоянное анодное напряжение Uа в диапазоне (1800-3500) В через дроссель 3 на анод 2 лампы. За счет автосмещения, создаваемое переменным резистором и каким либо сопротивлением Rn блока сопротивлений 15 (в зависимости от положения переключателя 14) и за счет нелинейного активного элемента - генераторной лампы VLI, преобразующее постоянное напряжение в переменное, в генераторе возникают установившиеся автоколебания, приводящие к самовозбуждению одноэлектродного разряда 9 со стержневого электрода 10. Изменением сопротивления в цепи сетки с помощью переменного сопротивления R1 8 или дискретным изменением с помощью переключателя 14, а также плавным изменением емкости C1 6 или дискретным изменением с помощью переключателя 12 устанавливается постоянная времени параллельной RC-цепи (r≈RC), которая управляет амплитудно-частотными характеристиками лампы. Рабочий режим генератора плазмы существенно отличается от известных LC-генераторов, создающих синусоидальные колебания постоянной амплитуды. Предлагаемый генератор осуществляет непрерывную работу в режиме самомодуляции, когда на синусоидальные несущие колебания с частотой (20-40) МГц накладываются импульсы напряжения с длительностью (2-50) мкс и частотой повторения от 0,2 до 105 Гц. Причем в промежутке между импульсами амплитуда несущей не равна нулю, а составляет (0,02-0,03) от максимальной амплитуды в импульсе. Поэтому термин "Самомодуляция" введен с учетом специфических особенностей функционирования генератора плазмы, у которого отсутствует специально созданный модулятор, необходимый для создания модулированных колебаний. Специфика работы характеризуется тем, что именно в диапазоне предложенных параметров схемы возникает самопроизвольно (без внешнего воздействия) и непрерывно существует модуляция высокочастотных колебаний, приводящая к самовозбуждению при низком анодном напряжении (для самовозбуждения разряда в LC-генераторах требуется напряжения не менее 8 кВ) одноэлектродного разряда и устойчивому его горению. Широкий диапазон управления обеспечивает получение разряда в разнообразных формах (одноканальной, многошнуровой, диффузной, ветвеобразной и т. д) и разной мощности (в диапазоне 1-40 Вт). Разряд возбуждается с одного или нескольких острийных электродов. Повышенная устойчивость разряда обеспечивает возможность его генерации в топочных газах, пламенах, в парогазовых смесях и т. д. Наблюдается поверхностное распространение разряда по диэлектрическим материалам, самосжатие при замыкании второго конца разряда на металл. На некоторых режимах разряд существует в диэлектрических капиллярах с внутренним диаметром 20 мкм и более, при этом длина разряда составляет от 1 до 4 см.
Специфика новых режимов генерации разряда заключается еще в том, что всегда возникает плазма с крайне низкой температурой (500-1500) К. При такой температуре наблюдается слабая эрозия материала электрода или полностью отсутствует. В последнем случае ресурс работы генератора плазмы определяется ресурсом работы генераторной лампы.
Claims (3)
1. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМЫ, содержащий плазмообразующий электрод, подключенный к генераторной лампе и высоковольтному источнику постоянного тока, который соединен через дроссель с анодом генераторной лампы, а через последовательно соединенные дроссель, емкость и согласующую индуктивность - с электродом, при этом сетка генераторной лампы соединена с заземленным катодом через RC-цепь, включающую параллельно соединенные сопротивление и емкость, отличающийся тем, что электрод электроизолирован от RC-цепи, катода и сетки лампы.
2. Генератор по п.1, отличающийся тем, что генераторная лампа выполнена в виде триода с выходной емкостью не более 7n Ф, а величина согласующей индуктивности выбрана в диапазоне 2 - 4 мкГ.
3. Генератор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что сопротивление и емкость RC-цепи выполнены регулируемыми по величине, а величины сопротивления и емкости выбраны в диапазонах 1,5 кОм - 10 МОм и 100 nФ - 4 мкФ соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054990 RU2030849C1 (ru) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Высокочастотный генератор плазмы |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5054990 RU2030849C1 (ru) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Высокочастотный генератор плазмы |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2030849C1 true RU2030849C1 (ru) | 1995-03-10 |
Family
ID=21609709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5054990 RU2030849C1 (ru) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Высокочастотный генератор плазмы |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2030849C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515207C2 (ru) * | 2009-02-17 | 2014-05-10 | Медимейт Холдинг Б.В. | Устройство для измерения концентрации заряженных частиц |
-
1992
- 1992-03-31 RU SU5054990 patent/RU2030849C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Заявка ЕПВ N 0281158, кл. H 05H 1/30, 1988. Нетреба П.И., Тоболкин А.С. Области применения маломощного ВЧ-факельного разряда.- Тезисы докладов Всесоюзного семинара по высокочастотному пробою газов. Тарту, 1989, с.220-222. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2515207C2 (ru) * | 2009-02-17 | 2014-05-10 | Медимейт Холдинг Б.В. | Устройство для измерения концентрации заряженных частиц |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1381257B1 (en) | Apparatus for producing and sustaining a glow discharge plasma under atmospheric conditions | |
US4587460A (en) | High-pressure discharge lamp operating circuit | |
JPH04324291A (ja) | ランプ作動用回路 | |
RU2030849C1 (ru) | Высокочастотный генератор плазмы | |
EP0596739B1 (en) | Circuit and method for operating high pressure sodium vapor lamps | |
CN105491771A (zh) | 用于加速风化试验装置中的氙灯的少点火器的供电电源 | |
CA2056552A1 (en) | Starting circuit for an electrodeless high intensity discharge lamp | |
RU149862U1 (ru) | Плазменный источник светового излучения | |
US4358712A (en) | Discharge lamp ballast | |
US4597086A (en) | Coaxial type laser oscillator for excitation by silent discharge | |
Vasiljevic | The design of a battery-operated fluorescent lamp | |
RU2035130C1 (ru) | Высокочастотный генератор плазмы | |
Jansen et al. | Low-power microwave plasma source for chromatography detection | |
RU2127220C1 (ru) | Озонатор и генератор озона | |
Watanabe et al. | Characteristics of direct current microhollow cathode discharges combined with dielectric barrier discharges as preionizer | |
RU2638797C1 (ru) | Газоразрядное устройство для обработки термочувствительных поверхностей | |
Yamashita et al. | Characteristics of negative-polarity DC superimposed nanosecond pulsed discharge and its applications | |
US3846716A (en) | Method of regulating light emitting power of laser and apparatus for effecting same | |
Dagnall et al. | Electronic modulation of microwave-excited electrodeless discharge lamps for use in atomic-fluorescence spectrometry | |
Kher et al. | Increase of breakdown voltage of a low pressure AC discharge in air with frequencies from 20 to 15000 Hz | |
RU1438589C (ru) | Способ зажигания разряда в газоразрядном промежутке и устройство для его осуществления | |
RU2777603C2 (ru) | Способ формирования электрической дуги в плазмотроне | |
US20150015141A1 (en) | Igniter-less power supply for xenon lamps in an accelerated weathering test apparatus | |
Smith | On the Stabilization and Modulation of Microwave‐Excited Sources for Spectroscopy | |
FI89248B (fi) | Foerfarande foer att aostadkomma en hjaelpljusbaoge vid plasmasvetsning och hjaelpstroemkaella foer anvaendning vid foerfarandet |