| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2030849
ВИСОКОЧАСТОТНИЙ ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМИ
Ім'я заявника: Тоболкін Олександр Савостьяновіч
Ім'я винахідника: Тоболкін Олександр Савостьяновіч
Ім'я патентовласника: Тоболкін Олександр Савостьяновіч
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.03.31
Використання: для отримання плазми в газових середовищах низького і високого тиску. Суть винаходу: генератор плазми містить генераторну лампу, наприклад триод з вихідною ємністю, що не перевищує 7 пФ, анод якої через погоджує індуктивність величиною 2 4 мкГн і ємність з'єднаний з електродом розряду, а сітка лампи через RC-ланцюг з'єднана з заземленим катодом. Анод лампи паралельно з'єднаний з високовольтним джерелом постійного струму. Ємність і опір RC-ланцюга виконані регульованими по величині в діапазонах від 100 пФ до 4 мкФ і від 1,5 МОм до МОм відповідно.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до плазмової техніки і може бути використано для отримання газових розрядів з самозбудженням в газоподібних середовищах складного хімічного складу низького і високого тиску.
Відомий генератор плазми - плазмова пальник з індуктивним зв'язком, призначений для отримання плазми з температурою 
9000 До з метою використання в спектральному аналізі. У згаданому патенті за допомогою автогенератора осцілляторного типу (LC-генератора), що забезпечує синусоїдальні коливання високої частоти ( 40МГц), створюють в діелектричній камері індукційний розряд. Існування такого розряду визначено вузьким діапазоном зміни електро- і газодинамічних характеристик системи. Для збудження самостійного розряду передбачені система збудження і засоби регулювання, що ускладнює конструкцію в цілому і знижує ресурс роботи генератора плазми [1].
Найближчим з відомих є високочастотний генератор плазми для отримання одноелектродная (факельного) розряду, описаного в роботі [2]. Даний генератор побудований за схемою із загальним катодом і автотрансформаторной зворотним зв'язком. Ця схема характеризується тим, що катод генераторної лампи з'єднаний з корпусом (заземлений), постійний зсув на керуючу сітку створюється за допомогою постійного резистора, а зворотний зв'язок з сіткою здійснюється через послідовну CD-ланцюг, у якій один кінець сіткової індуктивності заземлений спільно з одним краєм анодної індуктивності. Зв'язок електрода з іншим краєм анодної індуктивності здійснюється за допомогою согласующей індуктивності. Цей же край анодної індуктивності пов'язаний з анодом генераторної лампи через розділову ємність. У цій схемі збудження одноелектродная розряду здійснюється примусовим чином. Зокрема, за допомогою діелектричного або металевого стержня, замикає на електрод в момент формування розряду. Самостійний розряд горить у відкритій атмосфері. Потужність повітряного розряду становить (20-45) Вт. Зміна потужності здійснюється через управління потенціалом захисної сітки лампи.
Пропонований високочастотний генератор плазми, як і відомий, містить плазмообразующий електрод, підключений до генераторної лампі і високовольтного джерела постійного струму. Високовольтний джерело з'єднаний через дросель з анодом генераторної лампи, а через послідовно з'єднані дросель, ємність і погоджує індуктивність з електродом. При цьому сітка генераторної лампи з'єднана з заземленим катодом лампи за допомогою RC-ланцюга, що включає паралельно з'єднані опір і ємність.
На відміну від відомого, в пропонованому генераторі плазми електрод електроізольований від RC-ланцюга, катода і сітки лампи, причому опір і ємність RC-ланцюга виконані регульованими по величині. Ця RC-ланцюг містить щонайменше два паралельно з'єднаних опору, підключених через перемикач до регульованого опору. У запропонованій схемі генераторная лампа виконана у вигляді тріода з вихідною ємністю не більше 7 ПФ, а величина согласующей індуктивності обрана в діапазоні від 2 до 4 мкГн. Для отримання різноманіття режимів генерації розряду величини регульованих опорів і ємностей обрані в діапазоні від 1,5 кОм до 10 МОм і від 100 пФ до 4 мкФ відповідно.
На кресленні наведена еквівалентна схема пропонованого генератора плазми.
Схема містить генераторний триод VLI, катод 1, якого приєднаний безпосередньо до корпусу (землі). З джерелом постійного струму (на схемі не вказаний) анод 2 з'єднаний через дросель L ін 3. Дросель 3 і ємність 4 є фільтром для високочастотної складової анодного напруги. Поділ постійного і змінного струму в анодних і сіткових ланцюгах забезпечується дроселем L ін 3, розділовими конденсаторами C p 5, C 1 6, блоком конденсаторів 7 і змінним резистором R 1 8. одноелектродная розряд 9 через електрод 10, погоджує індуктивність L 1 11 і через розділову ємність C p 5 з'єднаний з анодом 2.
Блок конденсаторів 7 зібраний з паралельно підключених ємностей C 2, C 3 ... C n-1,C n з довільним номіналом в діапазоні 50 пФ до 4 мкФ, один висновок яких з'єднаний з корпусом, а інший через перемикач 12 - з сіткою лампи 13, з висновком змінної ємності C 1 6 і з одним з висновків резистора R 1 8. Інший висновок резистора R 1 8 з'єднаний через перемикач 14 з блоком паралельно підключених постійних резисторів 15 - R 2, R 3 ... R n-1,R n, один висновок яких підключений до клем перемикача, а інший - до корпусу. Блок опорів 15 складається з постійних опорів в діапазоні від 1,5 кОм до 10 МОм. Зміни опору R 1 8 здійснюється в діапазоні (0,2--47) кОм. Зміни ємності C 1-6 здійснюється в діапазоні 50-2000 пФ. Другий висновок ємності C 1-6 з'єднаний з корпусом. Вільний кінець електрода 10 загострений з радіусом заокруглення (0,5-0,1) мм.
Генератор плазми працює наступним чином. Подається напруга на загострення лампи VLI (на схемі не вказаний). Здійснюється прогрів лампи VLI протягом (0,5-1) хв. Потім подається постійна анодна напруга U а в діапазоні (1800-3500) У через дросель 3 на анод 2 лампи. За рахунок автосмещенія, створюване змінним резистором і якихось опором R n блоку опорів 15 (в залежності від положення перемикача 14) і за рахунок нелінійного активного елементу - генераторної лампи VLI, перетворює постійну напругу в змінну, в генераторі виникають встановилися автоколивання, що призводять до самозбудження одноелектродная розряду 9 з стрижневого електрода 10. зміною опору в ланцюзі сітки за допомогою змінного опору R 1 8 або дискретним зміною за допомогою перемикача 14, а і плавним зміною ємності C 1-6 або дискретним зміною за допомогою перемикача 12 встановлюється постійна часу паралельної RC-ланцюга (r RC), яка управляє амплітудно-частотними характеристиками лампи. Робочий режим генератора плазми суттєво відрізняється від відомих LC-генераторів, що створюють синусоїдальні коливання постійної амплітуди. Пропонований генератор здійснює безперервну роботу в режимі самомодуляціі, коли на синусоїдальні несучі коливання з частотою (20-40) МГц накладаються імпульси напруги з тривалістю (2-50) мкс і частотою повторення від 0,2 до 10 5 Гц. Причому в проміжку між імпульсами амплітуда несучої не дорівнює нулю, а становить (0,02-0,03) від максимальної амплітуди в імпульсі. Тому термін "Самомодуляція" введений з урахуванням специфічних особливостей функціонування генератора плазми, у якого відсутня спеціально створений модулятор, необхідний для створення модульованих коливань. Специфіка роботи характеризується тим, що саме в діапазоні запропонованих параметрів схеми виникає мимовільно (без зовнішнього впливу) і безперервно існує модуляція високочастотних коливань, що призводить до самозбудження при низькому анодній напрузі (для самозбудження розряду в LC-генераторах потрібно напруги не менше 8 кВ) одноелектродная розряду і сталого його горіння. Широкий діапазон управління забезпечує отримання розряду в різноманітних формах (одноканальної, многошнуровой, дифузійної, ветвеобразной і т. Д) і різної потужності (в діапазоні 1-40 Вт). Розряд збуджується з одного або декількох вістрійних електродів. Підвищена стійкість розряду забезпечує можливість його генерації в топкових газах, пламенах, в парогазових сумішах і т. Д. Спостерігається поверхневе поширення розряду за діелектричними матеріалами, самосжатія при замиканні другого кінця розряду на метал. На деяких режимах розряд існує в діелектричних капілярах з внутрішнім діаметром 20 мкм і більше, при цьому довжина розряду становить від 1 до 4 см.
Специфіка нових режимів генерації розряду полягає ще в тому, що завжди виникає плазма з вкрай низькою температурою (500-1500) К. При такій температурі спостерігається слабка ерозія матеріалу електрода або повністю відсутній. В останньому випадку ресурс роботи генератора плазми визначається ресурсом роботи генераторної лампи.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. ВИСОКОЧАСТОТНИЙ ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМИ, що містить плазмообразующий електрод, підключений до генераторної лампі і високовольтного джерела постійного струму, який з'єднаний через дросель з анодом генераторної лампи, а через послідовно з'єднані дросель, ємність і погоджує індуктивність - з електродом, при цьому сітка генераторної лампи з'єднана з заземленим катодом через RC-ланцюг, що включає паралельно з'єднані опір і ємність, що відрізняється тим, що електрод електроізольований від RC-ланцюга, катода і сітки лампи.
2. Генератор по п.1, що відрізняється тим, що генераторна лампа виконана у вигляді тріода з вихідною ємністю не більше 7n Ф, а величина согласующей індуктивності обрана в діапазоні 2 - 4 мкг.
3. Генератор по пп.1 і 2, що відрізняється тим, що опір і ємність RC-ланцюга виконані регульованими по величині, а величини опору і ємності обрані в діапазонах 1,5 кОм - 10 МОм і 100 nф - 4 мкФ відповідно.
Версія для друку
Дата публікації 18.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.