Способ измерения потенциала в плазме

 

О П И С А Н И Е 332334

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 13.Х.1969 (№ 1366102/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 14.III.1972. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 15.IV.1972

М. Кл. G Olh 27/62

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 533.9.08(088.8) Авторы изобретения

В. В. Благов, О. С. Воробьев и И. М. Яценко

Заявитель

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА В ПЛАЗМЕ

Предлагаемый способ относится к области диагностики плазмы и может быть использован для измерения потенциала пространства в плазменных образованиях в широком диапазоне параметров (концентрация заряженных частиц и=104 —:5 10»1/слтз, температура электронов Т,(2. 105 К) .

Известны способы измерения потенциала пространства, например способ плавающего накаливаемого термозонда.

Плавающий зонд, помещенный в плазму, заряжается отрицательно относительно пространства. При нагреве зонда током накала от внешнего источника он начинает эмиттировать электроны, и потенциал его становится менее отрицателен. При увеличении температуры зонда его потенциал приближается к потенциалу пространства. При определенной температуре потенциал зонда становится равным потенциалу пространства и при дальнейшем нагреве зонда не меняется. За потенциал пространства принимают значение потенциала, не меняющееся с изменением температуры зонда.

Недостаток известного способа состоит в том, что этим способом можно измерить потенциал пространства только в областях со сравнительно невысокими параметрами плазмы, так как при больших значениях и и Т, зонд разрушается, Предлагаемый способ позволяет проводить измерения потенциала пространства в плазме прн и=5 10» 1/сл з и T, = 2 105 ОК

Плавающий зонд, помещенный в плазму, доводят до температуры плавления (зонд может и разрушаться), а его потенциал записывают на осциллографе. Известно, что прн температуре плавления и близкой к ней эмиссионная способность зонда достаточна для из10 мерения потенциала плазмы с параметрами

nYT,=2,5 104>.

Нагревать зонд до температуры плавления можно током от постороннего источника питания нлн электронным током, текущим на зонд

15 нз плазмы. В последнем случае на зонд кратковременно подают положительный потенциал и после нагрева н отключения зонда записывают его потенциал прн остываннн. Преимуществом этого способа нагрева является пре20 дотвращенне ошибок из-за падения потенциала вдоль зонда. При достаточно высоких параметрах плазмы зонд может нагреваться н без постороннего источника за счет контакта с горячей плазмой.

25 На фиг. 1 приведена схема измерения потенциала в случае нагрева зонда до плавления от внешнего источника питания, содержащая зонд 1, анод 2, реостат 3, шлейфы 4, 5 осциллографа. Зонд представляет собой пет30 лю из вольфрамовой проволоки диаметром

332334

0,04 мм, в качестве источника тока накала применен универсальный источник питания (выход=6,3 в). При достижении тока накала величины 1,5 а зонд расплавится.

Зонды вводят в поток специальной системой ввода. На шлейфовый осциллограф записывают потенциал зонда и ток накала. На осциллограмме, приведенной на фиг. 2, показаны потенциал б плавающего «холодного» зонда, потенциал 7 нагреваемого зонда, амплитуда 8 тока накала, потенциал 9 плавящегося зонда, принимаемый за потенциал пространства. Из осциллограммы видно, что в определенный момент ток накала зонда становится равным нулю. Это свидетельствует о том, что зонд расплавился и разрушился.

По осциллограмме построена зависимость потенциала зонда от тока накала (пли от эмиссионной способности зонда) см. фиг. 3.

Кривые получены при и=10 - 1/смз и Т,=

=10 К.

Схема измерений при нагреве зонда до плавления электронным током из плазмы при подаче на зонд положительного потенциала показана на фиг. 4.

Схема содержит зонд 1, анод 2, электромагнитное реле 10, шлейф 4 осциллографа.

Зонд представляет собой стержень из вольфрамовой проволоки диаметром 05 — 1 мм и длиной 5 мм. Положительный потенциал подают на зонд путем присоединения его к аноду источника плазмы. Потенциал зонда записывают на осциллограф. Типичная осциллограмма приведена на фиг. 5. Хорошо видно, 5 что при остывании зонда имеется участок 11 постоянного значения потенциала, который соответствует потенциалу пространства.

Предлагаемый способ реализуется просто.

Он позволяет существенно расширить диапа10 зон параметров плазмы, при которых можно измерить потенциал пространства, ошибка способа составляет 1О О.

Предмет изобретения

1. Способ измерения потенциала в плазме путем регистрации плавающего потенциала, помещенного в плазму зонда при изменении

его температуры, отличающийся тем, что, с

20 целью расширения диапазона диагностируемых параметров, зонд нагревают вплоть до температуры его плавления.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что регистрацию потенциала производят при осты25 ванин зонда после его плавления.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что на зонд подают положительный относительно потенциала плазмы потенциал и нагрев производят за счет бомбардировки зонда элек30 тронами плазмы.

332334

1 сею

Фиг 5

Составитель Б. Кононов

Текред А. Камышникова Корректор Т. Гревцова

Редактор Т. Орловская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 941/15 Изд. ¹ 375 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретс ий и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4!5