Устройство для определения значения тока на пятно в электрическом разряде Советский патент 1985 года по МПК G01R19/04 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для использования в аппаратуре эмиссионной спектроскопии при разработке и создании плазмотронов, выключающих механизмов и т.д. Известно устройство дЛя определения значения тока на пятно в электри ческом разряде, содержащее разрядный контур с электродами , связанными с блоком регистрация, в. котором средний ток на одно пятно определяется как отношение значения тока разряда; в данньй момент времени к полному числу одновременно существуювщх dnop ных пятен ll. Недостаток известного устройства заключается в низкой точности, обусловленной невозможностью определения значения тока на пятна различных раз ,меров , изменением тока с течением времени а также фиксацией значения тока лишь на группу пятен. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения значения тока на пятно в электрическом разряде, содержащее разрядный контур с двумя параллельно расположенными в магнитном поле элeктpoдa ш один из которых разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные с-шиной нулевого потенциала и входом блока регис рации. Принцип действия известного устройства основан на том, что при движении токопроводящего канала и облака разряда в поперечном магнитно поле под действием силы Ампера ддно из оснований канала, движущееся вдоль разделенного электрода, в процессе разряда переходит с одной части электрода на другую, вследстви чего происходит перераспределение тока между двумя частями электрода При этом группы пятен образуются на обеих его частях. Токи, проходящие через части этого электрода, регистрируются осциллографом 2J . Недостаток указанного устройства также состоит в том, что оно не позволяет установить достоверно значения тока на пятна различных размеров и выявить соответствие между импульсом тока и пятном, через которое проходит этот импульс. Целью изобретения является повышение точности измерительного устройства. Поставленная цель достигается, тем, что.в устройстве для определения значения тока на пятно в электрическом разряде, содержащем разрядный контур с двумя параллельно расположенными в магнитном поле электродами, один из которых разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные с шиной нулеJBoro потенциала и входом блока регистрации, одна из частей разделенного электрода выполнена в виде зонда и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда на уровне рабочей поверхности электрода, причем площадь торцовой поверхности зонда выбрана из условия ,.9з,(1) где 5) - площадь торцовой поверхности зонда; Sj- максимальная площадь единичного пятна; 5з- площадь поверхности электрода, приходящейся на одно пятно. На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства для определения значения тока на пятно в электрическом разряде. Устройство содержит разрядный контур, в который входят батарея 1 электролитических конденсаторов, низкоомные резисторы (щупы) 2-4, катущка 5 индуктивности,, параллельно расположенные в магнитном поле электроды 6 и 7. Электрод 7 разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные через резисторы 3 и 4 с шиной 8 нулевого потенциала и входом блока. 9 регистрации (осциллографа). Одна из частей разделенногс электрода 7 выполнена в виде цилиндрического зонда 10 и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда 10 на уровне рабочей поверхности электрода 7. Площадь торцовой поверхности зонда 10 выбрана из условия (1). Требованием к взаимному расположению основной части электрода 7 и зонда 10 является их несоосность, но при этом торцовая поверхность зонда 10 и рабочая поверхность основной части электрода 7 должны совпадать. Если торцовая поверх 3нрсть зонда 10 будет выступать над поверхностью основной части электро да 7, то после инициирования разряд ный ток потечёт ч,ерез зонд 10, что может привести к полному или частич ному его оплавлению, т.е. образован группы пятен. При заглублении зонда 10 внутрь отверстия основной части электрода 7 возрастают величина и сопротивление разрядного промежут ка и основание то опроводящего кана ла будет огибать отверстие, не прони кая внутрь и двигаясь по пути с ..наименьшим сопротивлением движению, т. е. только по рабочей поверх чности основной части электрода 7. При совпадении уровней рабочих поверхностей основная часть электрода 7 играет роль охранного кольца и, следовательно, значительно ослабляе краевые эффекты. Устройство работает следующим образом. При подаче питания заряжается батарея 1 конденсаторов.. При разряде разрядный ток проходит через .катушку 5 индуктивности, вокруг которой создается магнитное поле, электроды 6, 7 и резистор 3 Вследствие взаимодействия магнитных полей катушки 5 индуктивности и :разрядного тока, замыкакщего элект:роды 6 и 7, канал разряда и его основания начинают двигаться вдоль электродов 6, 7 и при прохождении основания то1 опроводящего канала в месте расположения зонда 10 одно из опорных пятен образуется на торцовой поверхности последнего. При прохождении тока через зонд 10 на резисторе 4 происходит падение поте циала, пропорциональное величине то на пятно, которое фиксируется блоко 9 регистрации. Введение зонда 10 через отверсти в основной части электрода 7 позволяет выделить единичное пятно с бол шой вероятностью. Движение основани токопроводящего канала за счет нали чия магнитного поля предотвращает замыкание полного тока разряда на зонд 10 и при его расположении на раз15 -4 личных расстояниях от места инициирования разряда позволяет исследовать условия образования пятен на различных стадиях разряда. При проведении эксперимента импульсные разряды получали от батареи 1 электролитических конденсаторов емкостью 700 мкФ, заряжаемой до напряжения 300 В. Сопротивления резисторов (шунтов) 2-4 класса точности 0,5 составляли 1,510 Ом. Катутпка 5 индуктивностью 14 мкГн включалась в разрядный контур последовательно с мэжэлектродным промежутком. В качестве сменного зонда 10 использовали медную проволоку диаметром 0,62 мм иI длиной до 20 мм. Торцовую поверхность шлифовали, а затем полировали пастой ГОИ до 7-8 класса чистоты обработки поверхности. Боковую поверхность зонда 10 покрывали изолирующим дапонлаком. Подставной электрод-анод 6 и основн ао часть электрода-катода 7 изготавливали также из меди. Сигналы с резисторов 2-4 регистрировали импульсным осциллографом ОК-17М, В результате определили: при максимальном токе разряда А пределы изменения тока на одно пятно, А; анод 340-360 (i 350), .катод 270-360 (i 340) ; средняя плотность тока на пятно, анод 510 , катод 1,3-10 . Таким образом, предлагаемое устройство позволяет непосредственно измерить значение тока, проходящего через одно пятно, и зарегистрировать изменение этого тока с течением времени. Погрешность измерения тока на пятно в устройстве определяется погрешностью осциллографического метода измерения, которая не превышает 10%. Погрешность же измерения значения тока в известном устройстве 23 может достигать 30-40% вследствие зависимости значения тока на пятно от положения пятна относительно оси токопроводяш;его канала и облака разряда.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАЧЕНИЯ ТОКА НА ПЯТНО В ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ РАЗРЯДЕ, содержащее разрядный .контур с двумя параллельно расположеншлми в магнитном поле электродами, один из которых разделен на две изолированные друг от друга части, электрически связанные с шиной нулевого потенциала с входом блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, одна из частей раздельнсгго электрода выполнена в виде зонда и помещена внутри другой части с расположением торцовой поверхности зонда на уровне рабочей поверхности электрода, причем площадь торцовой поверхности зонда выбрана из условия ,5з, где Sf - площадь торцовой поверх(Л ности зонда; S - максимальная Площадь единичного пятна; Sj- площадь поверхности электрода, приходящейся на одно рятно.