SU405077A1

SU405077A1 - DEVICE FOR ELECTRICAL CONDUCTIVITY MEASUREMENT

Info

Publication number: SU405077A1
Application number: SU1762817A
Authority: SU
Inventors: П. П. Кулик В. А. бый витель Н. В. Ермохин
Original assignee: Московский ордена Ленина авиационный институт Серго Орджоникидзе
Priority date: 1972-03-24
Filing date: 1972-03-24
Publication date: 1973-10-22

Description

1one

Изобретение относитс к устройствам дл физических лабораторных исследований свойств плазмы.This invention relates to devices for the physical laboratory testing of plasma properties.

Известно устройство дл измерени электропроводности паров металлов, состо щее из вертикальной геометрической ампулы с внешними нагревател ми, двух плоских измерительных электродов, электроизол торов и расположенного в нижней части амплитуды резервуара дл жидкого исследуемого металла .A device for measuring the electrical conductivity of metal vapors is known, consisting of a vertical geometric ampoule with external heaters, two flat measuring electrodes, electrical insulators and a reservoir for the liquid metal under investigation located in the lower part of the amplitude.

Однако такое устройство имеет невысокую точность измерений при давлении насыщенного пара около и более атмосферного из-за возрастающего вли ни конвенции паров вблизи измерительных поверхностей на ста-, бильность измер емых электрических параметров .However, such a device has a low measurement accuracy at a saturated vapor pressure of about or more atmospheric because of the increasing influence of the convention of vapors near the measuring surfaces on the stability of the measured electrical parameters.

Кроме того, из-за снижени прочности ампулы по мере нагрева трудно нолучить давление пара, существенно большее атмосферного .In addition, due to the decrease in the strength of the ampoule, as it is heated, it is difficult to obtain a vapor pressure that is substantially greater than atmospheric.

Измерение давлени паров исследуемого металла в ампуле осложнено необходимостью знани положени мениска жидкости в ампуле и его температуры дл определени давлени по кривой насыщени металлов, котора предполагаетс известной.Measuring the vapor pressure of the metal under study in the ampoule is complicated by the need to know the position of the meniscus of the liquid in the ampoule and its temperature to determine the pressure from the saturation curve of metals, which is assumed to be known.

Цель изобретени - повышение давлени плазмы и упрощение его регистрации.The purpose of the invention is to increase the plasma pressure and simplify its registration.

Это достигаетс благодар тому, что в устройстве жидко-.металлический резервуар ампулы выполнен в виде V-образного сосуда, объем открытой части которого превышает объем остальных участков внутренней полости ампулы.This is achieved due to the fact that in the device the liquid-metal ampoule reservoir is made in the form of a V-shaped vessel, the volume of the open part of which exceeds the volume of the remaining portions of the internal cavity of the ampoule.

Дл повышени точности измерени электропроводности плазмы в устройстве верхний электрод выполнен в виде неподвижного глухого верхнего торца корпуса ампулы, верхний участок подвижного нижнего электрода вплоть до его измерительного торца окружен сплошным металлическим цилиндром, .неподвижно закрепленным в корпусе ампулы и электрически изолированным от обоих электродов . Внешние нагреватели ориентированы относительно ампулы так, что обеспечивают максимальную температуру корпуса в его верхней части.To increase the accuracy of plasma electrical conductivity in the device, the upper electrode is made in the form of a fixed deaf upper end of the ampoule housing; the upper portion of the movable lower electrode, up to its measuring end, is surrounded by a solid metal cylinder fixed in the ampoule housing and electrically insulated from both electrodes. External heaters are oriented relative to the ampoule so that they ensure maximum body temperature in its upper part.

На чертеже показано предложенное устройство .The drawing shows the proposed device.

Устройство состоит из тугоплавкого измерительного участка 1 ампулы, вл ющегос верхним электродом, внешних нагревателей 2, 3, 4 с охлаждаемыми тоководами 5, подвижного электрода 6, металлокерамических узлов 7, 8, резервуаров 9, 10 с жидким металлом, сообщающихс между собой трубкой 11, причем объем резервуара 10 превышает суммарный объем полости ампулы и тпубки 11, сильфона 12, обеспечивающего перемещение электрода 6, металлического цилиндра 13, выполн ющего роль охранного электрода, и измерительных выводов 14, 15 и 16. Устройство (Смонтировано в камере 17 на днище 18, ампула закреплена нееподвижно относительно печки, состо щей ,из нагревателей 2 и 3.The device consists of a refractory measuring section 1 ampoule, which is the upper electrode, external heaters 2, 3, 4 with cooled tokovodami 5, a moving electrode 6, metal-ceramic units 7, 8, tanks 9, 10 with liquid metal, connected by a tube 11, moreover, the volume of the reservoir 10 exceeds the total volume of the cavity of the ampoule and the sleeve 11, the bellows 12, which provides the movement of the electrode 6, the metal cylinder 13, which plays the role of the guard electrode, and the test leads 14, 15 and 16. The device (Mounted in At least 17 on the bottom 18, the ampoule is fixed non-movably relative to the stove, consisting of heaters 2 and 3.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Внешнюю камеру откачивают до глубокого вакуума, прогревают ампулу и резервуар 10 дл удалени газов из металлической конструкции , при температуре узла выше температуры плавлени исследуемого вещества заливают последнее в резервуар в количестве, превышающем объем полости ампулы и трубки И, и запускают в камеру инертный газ до заданного давлени . С помощью нагревател довод т температуру измерительного участка до рабочего уровн , превышающего температуру кипени исследуемого металла при заданном давлении.The outer chamber is pumped out to high vacuum, the ampoule and reservoir 10 are heated to remove gases from the metal structure, at a node temperature above the melting point of the test substance, the latter is poured into the reservoir in an amount greater than the volume of the ampoule cavity and tube I, and the inert gas is started into the chamber to the preset pressure. Using a heater, the temperature of the measuring section is adjusted to an operating level higher than the boiling point of the metal under investigation at a given pressure.

Регулировкой нагревател 3 добиваютс плавного снижени температуры ампулы в направлении сверху вниз. При этом уровень жидкого металла устанавливаетс автоматически там, где температура ампулы равна температуре кипени при имеющемс давлении . Регулировку нагревател 3 прекращают после вывода мениска металла в ампулу ниже металлокерамичбских узлов 7 и 8. На установившемс режиме давление в ампуле отличаетс от внешнего давлени на величину разности гидростатических напоров жидкости в резервуарах 9 и 10, что нетрудно учесть при необходимости точной регистрации давлени паров в ампуле.By adjusting the heater 3, the temperature of the ampoule is gradually reduced from top to bottom. The level of the liquid metal is automatically set where the temperature of the ampoule is equal to the boiling point at the pressure available. The adjustment of the heater 3 is stopped after the meniscus of the metal is removed into the ampoule below the cermet assemblies 7 and 8. In the established mode, the pressure in the ampoule differs from the external pressure by the difference of the hydrostatic pressure of the liquid in the tanks 9 and 10, which is easy to take into account if necessary to accurately measure the vapor pressure in the ampoule .

Далее с помощью выводов 14, 15 и 16 регистрируют вольт-амперные характеристики плоского межэлектродного промежутка при различных зазорах между электродами 1 и 6, и на основании закона О.ма определ ют электропроводность плазмы.Next, using the pins 14, 15 and 16, the current-voltage characteristics of the flat interelectrode gap are recorded at different gaps between the electrodes 1 and 6, and the plasma electrical conductivity is determined on the basis of the O. m law.

Таким образом, на рабочем режиме ампула находитс в разгруженном состо нии, поэтому давление плазмы в ней может быть увеличено до предела, ограничивающегоThus, in the operating mode, the ampoule is in the unloaded state, so the plasma pressure in it can be increased to the limit that limits

давление нейтрального газа в камере. Кроме того, расположение межэлектродного зазора в верхней части ампулы, нагретой до наибольшей температуры, исключает возможность конвективного перемешивани исследуемого пара вблизи собирающих поверхностей электродов.neutral gas pressure in the chamber. In addition, the location of the interelectrode gap in the upper part of the ampoule, heated to the highest temperature, eliminates the possibility of convective mixing of the test pair near the collecting surfaces of the electrodes.

При выключении установки плавно снижают температуру одновременно по всему тракту рабочего узла, в результате чего исследуемый металл заполн ет полости ампулы и трубки И. При повторных включени х установки после создани в камере требуемого давлени нейтрального газа и расплавлени металла в ампуле разогрев последней осуществл ют, начина с верхней точки ампулы путем повышени нагревател 2.When the unit is turned off, the temperature is gradually reduced throughout the entire path of the working unit, as a result of which the metal under investigation fills the cavities of the ampoule and tube I. When the unit is turned on again after the required neutral gas pressure is created in the chamber and the metal melts in the ampoule, from the top of the ampoule by increasing the heater 2.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. A device for converting the electrical conductivity of metal vapors, consisting of a vertical geometric ampoule with external heaters, two plane-parallel measuring electrodes, electrical insulators

and a reservoir with a liquid metal under investigation, characterized in that, in order to increase the pressure of the plasma and prevent its registration, the liquid metal ampoule reservoir is made in the form of a Y-shaped vessel,

the volume of the open part of which exceeds the volume of the remaining sections of the internal cavity of the ampoule.

2. The device according to claim 1, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy

plasma electrical conductivity, in it the upper electrode is made in the form of a fixed deaf upper end of the ampoule body; the upper portion of the movable lower electrode is surrounded to its measuring end

solid metal cylinder, fixedly mounted in the body of the ampoule and electrically isolated from both electrodes, and external heaters are oriented relative to the ampoule so that they ensure the maximum temperature of the body in its upper part.

xx / -vv :,

-2 GZ

G30.

x / 7

fS

m OOOOOOO OO OO O

II

A-16