SU886121A1 - Управл емый газонаполненный разр дник - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсно технике и может быть использовано,например , в осциллографических схемах формировани  высоковольтных насосекундных импульсов, в высокоскоростной фотографии, в схемах формировани  ультракоротких световых им пульсов квантовых генераторов. Известны управл емые разр дники Тригатронного типа, в которых дл  поджига используетс  разр д в твердом диэлектрике, содержащие два основных электрода и один управл ющий с диэлектрической втулкой из оргстекла или керамики, размещенный соосно в отверстии заземленного электрода , причем цилиндрическа  втулка, размещенна  на управл ющем электроде выступает в разр дный промежуток Lu Недостатками известных разр днико  вл ютс  высокий порог запуска, большое врем  срабатывани  и большое врем  коммутации основного разр дног промежутка. Известен также трехэлектродный разр дник, содержащий два основных эле.ктрода и стержневой управл ющий электрод, размещенный соосно в от-: верстий охватывающего его основного электрода, причем в основном электроде , расположенном против торца управл ющего электрода, выполнено углубление на части торцовой поверхностиу обращенной к разр дному промежутку, что расшир ет диапазон рабочих напр жений 23. Недостатки известного разр дника составл ют высокий порог запуска, большое врем  срабатывани  разр дника , значительное врем  коммутации основного промежутка и недостаточна  точность включени . Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  управл емый разр дник, использующий дл  поджига скольз щий разр д по керамике с высокой диэлектрической проницаемостью, содержащий установленные в корпусе аксиально

расположенные высоковольтный электрод и полый заземленный электрод, выполненный с воронкообразным отверстием на рабочем торце, внутри которого установлен управл ющий электрод с керамическим наконечником прижатым ко внутренней кромке отверс ти  заземленного электрода. Снаружи электроды заканчиваютс  резьбой, обеспечивающей удобное крепление разр дника. Управл ющий электрод рас положен внутри заземленного электрода . Он состоит из медной трубки, наконечника с припа нной к нему пластинкой из керамики с высокой диэлектрической посто нной ( 1OOOJ. Поверхность керамической пластинки прижата к кра м воронкообразного отверсти , электрод крепитс  на изол торе из фторопласта. Откачка и наполнение разр дника производитс  через отверстие в высоковольтном элекг роде З .

Такой разр дник имеет большое вре м  срабатывани , недостаточную стабильность времени срабатьшани  и большое врем  коммутации основного промежутка. Полученный сравнительно невысокий порог срабатывани  недостИ жим при давлени х выше одной атмосферы .

Цель изобретени  - улучшение разр дных характеристик, таких как порог запуска, врем  срабатывани , точность включени , врем  коммутации основного промежутка.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в управл емом газонаполненном разр днике, содержащем установленные в корпусе высоковольтный электрод и полый заземленный электрод, вьшолненный с воронкообразным отверстием на рабочем торце, внутри которого установлен управл ющий электрод с керамическим наконечником, прижатым к внутренней кромке отверсти  заземленного электрода, керамический наконечник выполнен с конической боковой поверхностью и углублением на торце и выступает в воронкообразное отверстие заземленного электрода, а высоковольтный электрод вьпюлнен с углублением на рабочем торце.

Наличие конической поверхности у керамического наконечника в месте контакта керамики с острой кромкой заземленного электрода делает более эффективной подсветку фотонами основного разр дного промежутка. Углуб

861214

ление в торце керамического наконечника позвол ет устранить самопроизвольные пробои между высоковольтным электродом и наконечником и подобрать . 5 оптимальную конфгтурацию электрического пол  в разр дном промежутке.

На чертеже представлен управл емый коаксиальный разр дник, общий вид. Управл ющий электрод 1 размещен 0 соосно с заземленным 2 и высоковольтным 3 электродами. Высоковольтный электрод 3 имеет углубление на торце со стороны разр дного промежутка. Корпус 4 образует с высоковольтным электродом 3 коаксиальную линию с необходимым волновым сопротивлением. Заземленный электрод 2 со стороны разр дного промежутка выполнен с воронкообразным,отверстием. На управл ющем электроде I закреплен керамический наконечник 5, бокова  поверхность которого вблизи разр дного промежутка сделана конической, а торец выполнен с углублением со стороны разр дного промежутка. Наконечник 5 выступает в разр дный промежуток в пределах воронкообразного отверсти  в заземленном электроде 2. Разр дник заполнен азотом или водородом . Воронкообразное отверстие имеет заостренную внутрь острую кромку. Разр дник работает следующим образом .

При подаче управл ющего импульса положительной пол рности с длительностью не более дес ти наносекунд на управл юш;ий электрод 1 между ним и острыми кромками отверсти  заземленного электрода 2 возникает скольз щий разр д по поверхности наконечника 5. Этот разр д инициируетс  электронами, по вл ющимис  при автоэлектронной эмиссии в результате усилени  электрического пол  в микрозазорах между острой кромкой заземленного электрода и керамикой. На острие, касающемс  поверхности керамического наконечника, напр женность электрического пол  может превышать 10 В/см. В таких высоких 50 пол х кроме автоэлектронной эмиссии имеет место взрьш микровыступов на острие и поверхности диэлектрика с образованием плотной плазмы. Контакт плазмы с катодом приводит к дальнейшему усилению эмиссии электронов и ускорению разр да, а также сокращению времени срабатывани . По вление разр да в управл ющем промежутке сопровождаетс  испусканием фотонов света, стимулирующих (инициирующих ) пробой основного промежутка.

Дл  более эффективной подсветки основного разр дного промежутка бокова  поверхность керамического наконечника 5 сделана конической. Этой же цели служит углубление в заземленном электроде 2. В сочетании с использованием в качестве материала дл  наконечника керамики с высокой диэлектрической проницаемостью Е 2000 это позвол ет существенно снизить порог запуска и уменьшить врем  срабатывани  и коммутации основного .разр дного промежутка. Дл  того, чтобы устранить самопроизвольные пробои между высоковольтным электродом,3 и наконечником 5, в торце наконечника и в высоковольт ном электроде со стороны разр дного промежутка выполнены углублени . Кроме того, подбором величины углублений в наконечнике можно добитьс  оптимальной конфигурации электрического пол  в разр дном промежутке, что также улучшает характеристики разр дника. Дл  того, чтобы увеличит точность включени  разр дника, диаметры воронкообразного отверсти  в заземленном электроде и углублени  в высоковольтном электроде выбраны равными .

Испытани  лабораторного образца разр дника показывают, что порог запуска больше или равен 240 В, врем  срабатьдаани  равно 5-7 не, врем  коммутации основного разр дного промежутка примерно равно 0,9 не, а точность включени  разр дника равна

+1 НС..

Таким образом, предлагаемый разр дник имеет в 1,5 раза более низкий

порог запуска при давлении га.за в ра ,бочем объеме в 5-6 раз большем, чем в известном разр днике. Врем  срабатьгоани , его стабильность, врем  коммутации высоковольтного промежутка в 10 раз меньше, чем у известного устройства. Срок службы разр дника превьш1ает 2 10 срабатываний.

«О

Claims (3)

1.Коршунов Г.С. и др. Управл емый искровой разр дник. - ПТЭ, 1974, N 4, с. 92.

2.Авторское свидетельство СССР № 784606, кл. Н 01 Т 3/00, 1978.

3.Городинский Г.М. Разр дник дл  искровой камеры, управл емый импульсом малой амплитуды. - ПТЭ, 1967, № 2, с. 68.