Газоразрядный прибор Советский патент 1992 года по МПК H01J17/38 

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в производстве газообразных приборов с двусторонним управлением.

Целью изобретения является повышение долговечности прибора.

Использование предлагаемого прибора обеспечивает резкое снижение напыляемого под воздействием ионной бомбардировки материала катода на рабочие участки второй сетки анода. Это объясняется тем. что в предлагаемом устройстве в отличие от известного рабочие участки второй сетки и анода выполнены плоскими, расположены не ниже рабочего участка первой сетки, ори- ентипованы перпендикулярно оси прибора и таким образом вынесены из зоны прямого попадания на них продуктов распыления материала катода. Рабочим участком второй

сетки является часть поверхности сетки, выполненная с отверстиями, а рабочим участком анода является часть его поверхности, расположенная над рабочим участком второй сетки.

Резкое снижение напыляемого под воздействием ионной бомбардировки материала катода на рабочий участок второй сетки исключает уменьшение ее проницаемости при эксплуатации прибора, а это замедляет рост внутрилампивых электродов, что приводит к увеличению долговечности.

Снижение напыляемого на рабочую поверхность анода материала катода замедляет уменьшение электрической прочности прибора при эксплуатации, а следовательно, также ведет к увеличению долговечности.

ч со ю

СА) О

Использование плоских рабочих участков второй сетки и анода позволяет обеспечить необходимый равномерный зазор между этими электродами. Это создает однородную напряженность поля в анодно-се- точной камере, что снижает вероятность возникновения вакуумного пробоя при эксплуатации прибора и, следовательно, уменьшает распыление материала электродов и повышает долговечность.

Кроме того,экспериментально установлено, что при гашении разряда на вторую сетку идет ионный ток, не превышающий десятую часть прерываемого сеткой разрядного тока, что в несколько раз меньше, чем в известном приборе. Благодаря этому в предлагаемом приборе интенсивность ионной бомбардировки сетки и ее разрушение намного меньше, чем у известного, а это также приводит к увеличению долговечности.

На чертеже показан газоразрядный прибор.

Прибор содержит корпус 1, часть которого является холодным катодом, постоянные магниты 2, установленные с внешней стороны корпуса, и первую сетку 3, расположенные коаксиально, анод 5. вторую сетку 4, расположенную между первой сеткой 3 и анодом 5, экраны 6-9, изоляторы 10 и 11, штенгель 12. Корпус выполнен из нержавеющей стали. Диаметр корпуса равен 132 мм, высота - 132 мм.

Рабочей поверхностью 13 катода является часть корпуса высотой 50 мм, расположенная на расстоянии 65 мм от верхнего торца корпуса 1. Магниты 2 расположены в два ряда с внешней стороны корпуса 1. Общая высота магнитов равна 40 мм. Магниты изготовлены из феррита М165А-190-3 в виде дисков диаметром 20 мм и толщиной 5 мм.

Первая сетка 3 выполнена из нержавеющей стали. Диаметр цилиндрической части сетки, расположенной коаксиально корпусу равен 72 мм. Общая высота этой части сетки 122 мм. На рабочем участке 14 первой сетки 3 высотой 50 мм имеются щелевые отверстия шириной 1 мм и длиной 50 мм, расположенные с шагом 2 мм.

Цилиндрическая часть второй сетки 4 диаметром 52 мм выполнена из нержавеющей стали. Плоский рабочий участок второй сетки 4, расположенной на 2 мм выше рабочего участка первой сетки 3 и ориентированный перпендикулярно оси прибора, выполнен из мелкоструктурной молибденовой сетки с ячеёй 0,41 мм и прозрачностью 60%.

Анод 5 выполнен из нержавеющей стали с плоским рабочим участком, ориентированным перпендикулярно оси прибора. Для обеспечения необходимой электропрочности прибор имеет экраны 6-9, выполненные из нержавеющей стали. Изоляторы 10 и 11,

штенгель 12 выполнены из стекла.

Межэлектродные зазоры в приборе распределены следующим образом: катод - первая сетка 28 мм; первая сетка - цилиндрическая часть второй сетки 8 мм; плоский

0 рабочий участок второй сетки - плоский рабочий участок анода 2 мм.

Диапазон рабочих давлений водорода в корпусе 0,02-0,05 мм рт.ст. Рабочее давление поддерживается с помощью генератора

5 водорода (не показан), выполненного из гидрида титана.

Прибор работает следующим образом. После подачи напряжения на подогреватель генератора водорода, когда давле0 ние в корпусе не менее 0,02 мм рт.ст., подают напряжение между корпусом - катодом 1 и первой сеткой 3. В промежутке между рабочими участками первой сетки 3 и катода 1 возникает тлеющий разряд в скре5 щепных электрических и магнитных полях. Прибор открывается импульсом напряжения, приложенным к второй сетке 4, при этом анодное напряжение падает до уровня напряжения поддержания разряда 500-600

0 В, а плазма, образовавшаяся в промежутке рабочий участок катода 1 - рабочий участок первой сетки 3, заполняет объем прибора, проходя через отверстия рабочих участков первой 3 и второй 4 сеток.

5Прерывание тока в приборе обеспечивается понижением потенциала второй сетки 4 до контактного или ниже него с помощью схемы управления. При этом на вторую сетку идет ионный ток, величина

0 которого в несколько раз меньше, чем в известном приборе. При уменьшении концентрации плазмы в мелкоструктурных отверстиях второй сетки происходит смыкание ионных оболочек, что приводит к

5 прерыванию тока без снятия напряжения с анода.

Повторное зажигание прибора не происходит, так как в таком зазоре между анодом и сеткой и низким давлением водорода

0 ионизации не возникает. Прибор обеспечивает включение и прерывание тока 20 А при напряжении 20 кВ, длительности импульса тока 15-20 мкс, частоте повторения импульсов до 1500 Гц. Величина постоянного

5 магнитного поля, локализованного в промежутке рабочая поверхность катода 1 - рабочий участок первой сетки 3 составляет 500 Э вблизи поверхности катода.

Измерение напряжения поддержания разряда в процессе включения прибора и

при длительной работе показали, что оно не изменяется и остается на уровне 500-600 В. Ионный ток на вторую сетку 4 при гашении разряда (прерывании тока 200 А) не превышает 20 А и остается неизменным при длительной эксплуатации прибора.

При проведении экспериментальных исследований установлено, что для предлагаемого прибора долговечность определяется в среднем 2 109 импульса, Формула изобретения 1. Газоразрядный прибор, содержащий корпус, часть которого служит холодным ка0

тодом, постоянные магниты, установленные с внешней стороны корпуса, и первую сетку, расположенные коаксиально, а также анод и вторую мелкоструктурную сетку, расположенную между сеткой и анодом, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности, рабочие участки второй сетки и анода расположены вне рабочего участка первой сетки и выполнены плоскими.

2. Прибор по п.1,отличающийся тем, что рабочие участки второй сетки и анода ориентированы перпендикулярно оси прибора.

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано в производстве газоразрядных приборов, предназначенных для прерывания тока в различных схемах. Изобретением решается задача повышения долговечности. Газоразрядный прибор содержит коаксиально расположенные корпус, часть которого служит холодным катодом, постоянные магниты, установленные с внешней стороны корпуса, и первую сетку, а также анод и вторую мелкоструктурную сетку, расположенную между первой сеткой и анодом. При этом рабочие участки второй сетки и анода выполнены плоскими,ориентированы перпендикулярно оси прибора и расположены не ниже рабочего участка первой сетки. 1 з п. ф-лы. 1 ил. (Л С