ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНОЙ ИСКРЫ ДЛЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА Советский патент 1971 года по МПК H03K3/57 

Известны генераторы высоковольтной искры с электронным управлением для возбуждевдия спектра при эм иссиониом анализе различных веществ.

В предлагае.мый генератор высоковольтной ИСкры с целью обеспечения стабилизации его работы в каждом полу.периоде переменного тока ц уменьшения зависимости величины нашряжения зажигания от величины аналитического искрового промежутка введены два вспомогательных разрядных контура, первый из которых содержит конденсатор и параллелыно подключенный к щвму через первичную обмотку повышающего импульсного трансформатора трехэлектродный симметричный разрядник, средний электрод которого подключен к 1источ1нику запускающих импульоов, вторичная обмотка импульсного трансформатора включена s цепь второго разрядного «онтура, содержащего конденсатор и последовательно соединенные разрядник и первичную обмотку нелинейного имнульсного трансформ.атора, вторичная обмотка которого включена между а1налитическим и вспомогательным искровыми 1промежутками RLC-контура.

Па чертеже изображена принципиальная схема описываемого генератора.

Генератор состоит из высоковольтного трансформатора 1 с выведенной средней точкой вторичной обмотки, подключенного к сети переменного тока через регулируемое и зарядное сопротивление 2; разрядного RLC-контура, содержащего конденсатор 3, вспом.огательный искровой разрядник 4 с металлической иглой-ионизатором 5; нелинейную индуктивность 6, с сердечником из быстронасыщаемого магнитного материала (например, феррита Ф-100, Ф-150), аналитический искровой промежуток разрядника 7; регулируемую от нуля индуктивн.ость 8, омическое сопротивление 9 и ключ 10 (предназначенный для закорачивания вспомогательного разрядника 4).

Генератор снабжен двумя вспомогательными разрядными контурами. Первый контур содерж-ггт «конденсатор 11, трехэлектродный симметричный разрядник 12 с электродами а, бив (конструктивно вьпполненный так, что разрядник В .одном из его разрядных промежутков ионизирует другой разрядный промежуток) и первичную обмотку и.мпульсного трансформатора 13. Его вторичная обмотка включена во второй вспомогательный контур. Последний содержит конденсатор 14, разрядник 15 с металлической -иглой ионизатором 16, соединенной с одним из его электродов, и первичную обмотку повышающего автотрансформатора 17, вто,рич1н.ой обмоткой которого является нелинейная индуктивность 6.

Конденсатор // через добавочное сопротивление 18 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 1, к которой также подключен калиброванный делитель высокого напряжения на сопротивлениях /Я 20, 21 и 22 с выведенной средней точкой.

К общ|им точкам сопротивлений 19, 20 и 21,

22делителя подключены двухполу:пернод ные выпрямители на полупроводниковых диодах

23и 24. Катоды этих диодов через ключи 25 и 26 соединены с анодом ком-параторного лолуироводннксвого диода 27. Катод последнего соединен с усилителем амплитудного компаратора (на чертеже не показано) и с Источником 28 запускающих импульсов. На его выходе включен импульсный трансформатор 29, .один «онец высоковольтной обмотки которого подключен к среднему электроду в трехэлектродного си.мметричного разрядника 12 и к игле-ионизатору 5, другой конец этой обмотки Соединен со средними точками делителя на сонротивлениях 22 И вторичной обмоткой высоковольтного транСформатора /, а также с ИСТОЧНИКОМ 28.

При Быбранных величинах искровых промежутков разрядников 15 -н 12 с заданным.и расстоя ниями, Tpe6ye.Nrbix параметров разрядного RLC-контура, опорного напряжения (подаваемого на катод диода 27, сопротивления 2 и положении ключей 10, 25 и 26 (например, КЛ1ОЧ1И 25, 26 - замкнуты, ключ 10 - разомкнут) генератор работает следующим образом.

После нодаЧИ напряжения на трансформатор / в давном полупериоде увеличивается напряжение на конденсаторах 3 и //, а также на диоде 27.

Как только напряжения на диоде 27 к конденсаторе 3 достигнут выбранного значения, диод 27 открывается, срабатывает источник запускающих импульсов 28 и на вторничной обмотке автотра1нсфа1рматора 29 появляется н.мпульс высокого напряжения. Этот униполярный относительно выбранной полуволны сетевого напрял ения импульс вызывает искровой пробой промежутка а-в или б-в трехэлектродного разрядника 12 в зависимости от потенциала электродов а и б относительно средней точки высоков.ольтной обмотки тра нсфарматора 1 в (Полупериоде и полярности первой полуволны напряжения запуокаюидего ИМпульса.

Допустим, ЧТО электрод а трехэлектродного разрядника 12 до открытия диода 27 имеет в данном полупериоде положительный потендиал (а электрод б соответственно Отрицательный) отнооительно средней точки обмотки трансформатора /, а полуволна напряжения на конце обмотки автотрансформатора 29, соединенной со средни:-,: электродом в разрядника 12, относительно той же точки имеет положителыный потенциал. Тогда первый искровой пробой в трехэлектродном разряднике 12 произойдет между его электродами бив, так как разность потенциалов между ними иебольшая. В этот же момент промежуток а-в .облучается оилыно ио1НИзирующи1М излучением искры лромеЖутка б-в, что уменьщает пробивное напряжение. Так как сопротивление искрового канала незначительно, то практически в

этот момент все напряжение конденсатора // оказывается прил.оженным к промежутку а-в, что вызывает его искровой пробой. Следующий за пробоем обоих промежутков разрядника 12 разряд конденсатора // проходит

Через эти промежутки и первичную обмотку повыщающего трансформатора /5, индуктируя во вторичной его обмотке импульС высокого напряжения. Последний заряжает конденсатор 14 до напряжения, Определяе.мого пробивным напряжение разрядника 15.

Одновременно с росто.м напряжения на электродах разрядника 15 растет интенсивность излучения корснирующего разряда на игле-ионизаторе 16, облучающего промежуток коронирующего разряда 15, что стабилизирует напряжение его пробоя. Пробой разрядника 15, приводит к разряду Конденсатора 14 через него 1И первичную обмотку автотрансформатора 77 и к индуктированию во вторичной обмотке автотрансформатора 17 импульса высокого напряжения. Нелинейная индуктивность 6 соединена с разрядником 4 и аналитическим промежутком 7, так, что индуцированное в ней напряжение при

каждам разряде действует в RLC-кант фе встречно напряжению на конденсаторе . Это приводит к искровому Пр.обОю разрядника 4 и аналитического искрового промежутка разрЯДника 7.

После пробоя разрядников # и 7 разрядный ток конденсатора 3 проходит по цепи 3, 4, 6, 7, 9, 8 v. 3. Так как индуктивность 6 выполнена с сердечником из быстронасыщающего магнитного м атериала, то уже на уровне

0,5 а разрядного тока она уменьщаегся до своей минимальной величины (03-0,5 мкгн. До окончания разряда конденсатора 5 электроскопические .Характеристики разряда практически остаются такими же, каК если бы в разрядный RbC-контур была введена линейная индуктивность величиной 0,3-0,5 мкгн. Если в этом же полупериоде конденсатор 3 снова .может зарядиться до зад-анного напряжения зажигания, то произойдет два разряда в полуперИОде, что зависит при прочих неизменных параметрах генератора от величины зарядного СоПрОтивления 2.

Аналогично осуществляется работа генератора в другом полупериоде.

Для использования разрядов в RLC-конТунике 4 (ключ 10 замкнут), когда необходимо получить повышенную яркость свечения искры аналитического промежутка разрядника 7, при этом им.пульс поджига действует только в аналитическом промежутке 7.

Предмет изобретения

Генератор высоковольтной искрЬЕ для спектрального анализа, содержащий разрядный, RLC-контур с аналитическим и вспомогател,ным искровыми промежутками, питаемый от высоковольтного трансформатора; a плитyдпый компаратор, управляющий высоковольтным иcтoчникo запускающих импульсов, огличающийся тем, что, с пелью стабилизации его работы в каждом полупериоде переменного тока и уменьшения зависимости величины напряжения зажигания от величины аналитического искрового промежутка, в него введено два вспомогательных разрядных контура, первый из которых содерн :ит конденсатор и параллельн.0 подключенный к нему через первичную обмотку повышающего имнульсного трансформатора трехэлектродный симметричный разрядник со средним электродом, подключенным к источнику запускающих импульсов, а вторичная обмотка им.пульсного трансформатора-включена в цепь второго разрядного iKOHTypa, содержащего конденсатор и последовательно соединенные разрядник и первичную

обмотку нелинейного трансформатора, вторичная обмотка которого включена между аналитическим и вспомогательным искровыми промежутками.

://

/-ут л-ci5-l-