RU66650U1

RU66650U1 - DEVICE FOR GAS DISCHARGE PLASMA

Info

Publication number: RU66650U1
Application number: RU2007114324/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Олегович Бакумов; Максим Михайлович Иванов; Павел Борисович Репин; Владимир Анатольевич Чернышов
Original assignee: Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2007-09-10

Abstract

Область техники: газоразрядная техника, может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях для различных целей. Сущность: устройство для получения газоразрядной плазмы включает соосно-расположенные цилиндрический полый катод и анод, разделенные изолятором. При этом анод имеет форму кольца с диаметром, равным диаметру катода. Электроды имеют продольный разрез в направлении оси устройства. Технический результат: получение тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях при одинаковом с прототипом напряжении питания, а также исключение азимутальной неоднородности ТР. (1 п. ф-лы, 1 фиг.)Field of technology: gas discharge technology, can be used to obtain a glow discharge (TR) of direct current in magnetic fields for various purposes. SUBSTANCE: device for producing a gas-discharge plasma includes a coaxially arranged cylindrical hollow cathode and an anode separated by an insulator. In this case, the anode has the shape of a ring with a diameter equal to the diameter of the cathode. The electrodes have a longitudinal section in the direction of the axis of the device. Technical result: obtaining a glow discharge (TR) of direct current in magnetic fields at the same supply voltage as the prototype, as well as eliminating the azimuthal heterogeneity of the TR. (1 p. Fs, 1 fig.)

Description

ПрименениеApplication

Полезная модель относится к газоразрядной технике и может быть использована для получения тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в магнитных полях для различных целей.The utility model relates to gas-discharge technology and can be used to obtain a glow discharge (TR) of direct current in magnetic fields for various purposes.

Уровень техникиState of the art

Известно газоразрядное устройство, содержащее полый катод в виде прямого кругового цилиндра, в полости которого установлен анод, представляющий собой систему 24 стержней, параллельных образующей катода и расположенных равномерно на поверхности прямого кругового цилиндра с осью, параллельной образующей катода [1].Known gas-discharge device containing a hollow cathode in the form of a straight circular cylinder, in the cavity of which an anode is installed, which is a system of 24 rods parallel to the generatrix of the cathode and located uniformly on the surface of a straight circular cylinder with an axis parallel to the generatrix of the cathode [1].

Известно также газоразрядное устройство, содержащее аноды и катоды в виде стержней, расположенных параллельно образующей газоразрядной трубки на одинаковых расстояниях друг от друга и от стенок трубки по окружности с центром на ее оси [2]. Система электродов образует разрядный промежуток в форме цилиндра, расположенного соосно с разрядной трубкой.It is also known gas-discharge device containing anodes and cathodes in the form of rods located parallel to the generatrix of the gas-discharge tube at equal distances from each other and from the walls of the tube around a circle centered on its axis [2]. The electrode system forms a discharge gap in the form of a cylinder located coaxially with the discharge tube.

При надлежащем выборе давления и сорта газа, или смеси газов, и при подключении к электродам источника постоянного напряжения внутри цилиндрической поверхности, на которой расположена система стержней, зажигается ТР постоянного тока.With a proper choice of pressure and type of gas, or a mixture of gases, and when a constant voltage source is connected to the electrodes inside the cylindrical surface on which the system of rods is located, DC TR is ignited.

Известным газоразрядным устройствам [1-2] присущ ряд недостатков: азимутальная неоднородность реализуемой в них плазмы ТР; распад столба плазмы ТР на ряд неоднородных участков в магнитном поле. Это снижает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы, что ведет к уменьшению кпд газоразрядных устройств, а также накладывает ограничения на применимость данных устройств для решения ряда специализированных научно-технических задач.The known gas-discharge devices [1-2] have a number of disadvantages: azimuthal heterogeneity of the TP plasma realized in them; the decay of the column of plasma TR into a number of inhomogeneous sections in a magnetic field. This reduces the specific intensity of the plasma glow per unit volume, which leads to a decrease in the efficiency of gas-discharge devices, and also imposes restrictions on the applicability of these devices for solving a number of specialized scientific and technical problems.

Последнее устройство [2], как наиболее близкое по технической сущности, выбрано в качестве прототипа.The last device [2], as the closest in technical essence, is selected as a prototype.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническим результатом полезной модели является получение азимутально-однородного тлеющего разряда (ТР) постоянного тока в газоразрядном устройстве, помещаемом в магнитное поле.The technical result of the utility model is to obtain an azimuthally uniform glow discharge (TR) of a direct current in a gas discharge device placed in a magnetic field.

Технический результат достигается тем, что в газоразрядном устройстве, включающем цилиндрический полый катод и анод, новым является то, что, кольцевой анод с диаметром равным диаметру катода расположен соосно с ним и отделен от него The technical result is achieved by the fact that in a gas-discharge device including a cylindrical hollow cathode and anode, it is new that an annular anode with a diameter equal to the diameter of the cathode is aligned with it and separated from it

изолятором, причем в аноде и катоде выполнен продольный разрез параллельный оси устройства. Выполнение продольного разреза в электродах является необходимым условием корректной трактовки результатов экспериментов по помещению указанного устройства в магнитное поле.an insulator, and in the anode and cathode a longitudinal section is made parallel to the axis of the device. Performing a longitudinal section in the electrodes is a prerequisite for the correct interpretation of the results of experiments on placing the specified device in a magnetic field.

Благодаря выполнению электродной системы в виде сплошного полого катода и кольцевого анода, с узким продольным разрезом вдоль оси, разделенных изоляторами, заявляемое газоразрядное устройство позволяет получить азимутально-однородный ТР достаточно большого объема в магнитных полях, в том числе импульсных, при одинаковом с прототипом напряжении питания, что увеличивает удельную на единицу объема интенсивность свечения плазмы ТР.Due to the implementation of the electrode system in the form of a continuous hollow cathode and a circular anode, with a narrow longitudinal section along the axis separated by insulators, the inventive gas-discharge device allows to obtain an azimuthally uniform TR of a sufficiently large volume in magnetic fields, including pulsed, at the same supply voltage as the prototype , which increases the specific per unit volume intensity of the plasma glow TR.

В устройстве прототипе электроды расположены азимутально-неоднородно, что приводит к азимутальной неоднородности плазмы газового разряда.In the prototype device, the electrodes are azimuthally inhomogeneous, which leads to azimuthal inhomogeneity of the gas discharge plasma.

Рассмотрим пример выполнения предлагаемого газоразрядного устройства. Его продольное сечение показано на фиг.1, где 1 - цилиндрическая разрядная камера, 2 - кольцевой анод, 3 - цилиндрический полый катоды, 4 - продольный разрез в электродах, 5 и 6 - изоляторы.Consider an example of the proposed gas discharge device. Its longitudinal section is shown in figure 1, where 1 is a cylindrical discharge chamber, 2 is a circular anode, 3 is a cylindrical hollow cathode, 4 is a longitudinal section in the electrodes, 5 and 6 are insulators.

Катод 3 был изготовлен из оцинкованной стали толщиной 0.8 мм, анод 2 из меди.Cathode 3 was made of galvanized steel 0.8 mm thick, anode 2 of copper.

Работает газоразрядное устройство следующим образом. После предварительной откачки в устройство напускают газовую смесь требуемого состава и требуемого давления. Затем к электродам 2 и 3 прикладывают постоянное напряжение величиной несколько сотен вольт. Тогда в устройстве зажигается ТР, область свечения которого представляет собой фигуру по форме близкую к конусу, повернутому основанием к аноду.The gas discharge device operates as follows. After preliminary pumping, a gas mixture of the required composition and the required pressure is introduced into the device. Then, a constant voltage of a few hundred volts is applied to the electrodes 2 and 3. Then, a TR is ignited in the device, the luminescence region of which is a figure similar in shape to a cone, turned by its base to the anode.

Продольный разрез 4 в электродах устройства выполнен из следующих соображений. При наложении осевого импульсного магнитного поля на электродную систему в ее электродах индуцируется круговой ток, порождающий в свою очередь магнитный поток направления противоположного первичному полю, который вносит искажения в ряд измерений, связанных с некоторыми применениями данного устройства.A longitudinal section 4 in the electrodes of the device is made of the following considerations. When an axial pulsed magnetic field is applied to the electrode system, a circular current is induced in its electrodes, which in turn generates a magnetic flux in the direction opposite to the primary field, which introduces distortions in a number of measurements associated with some applications of this device.

На предприятии проведено расчетно-теоретическое обоснование работоспособности предложенного устройства, разработан и создан лабораторный стенд, проведен цикл экспериментальных исследований.The enterprise carried out a theoretical calculation of the operability of the proposed device, developed and created a laboratory stand, conducted a series of experimental studies.

Испытания показали, что заявляемое устройство решает поставленную задачу с достижением указанного технического результата.Tests have shown that the inventive device solves the problem with the achievement of the specified technical result.

Применение данного газоразрядного устройства позволило увеличить кпд газоразрядных устройств, а также обеспечило решение ряда научно-технических задач связанных с использованием плазмы ТР помещаемой в магнитное поле.The use of this gas-discharge device made it possible to increase the efficiency of gas-discharge devices, and also provided a solution to a number of scientific and technical problems associated with the use of TR plasma placed in a magnetic field.

Источники известности, принятые во внимание:Sources of fame taken into account:

1. K.Rózsa, M.Jánossy, J.Bergou, L.Csillac, «Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system». Optics Communications, 1977, v.23, №1, p.15-18);1. K. Rózsa, M. Janossy, J. Bergou, L. Csillac, “Noble gas mixture CW hollow cathode laser with internal anode system”. Optics Communications, 1977, v. 23, No. 1, p. 15-18);

2. Волков Н.В., Осипов В.Н., Плотников С.М. Устройство для получения низкотемпературной плазмы // Авт. свид. №550081 опубликовано 07.10.81 БИ №37.2. Volkov N.V., Osipov V.N., Plotnikov S.M. Device for obtaining low-temperature plasma // Auth. testimonial. No. 550081 published 07.10.81 BI No. 37.

Claims

A device for producing a gas-discharge plasma, including a cylindrical hollow cathode and anode, characterized in that the annular anode with a diameter equal to the diameter of the cathode is aligned with it and separated from it by an insulator, and a longitudinal section parallel to the axis of the device is made in the anode and cathode.