СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА В ПЛАЗМЕ Советский патент 1972 года по МПК H05H1/00 G01R1/67 G01N27/62 

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 n 10-f-5-Юз 1/c.w, температура электронов Ге 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 внещнего 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 нотенциал 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 больщих зпачениях п и Те зонд разрущается.

Предлагаемый способ позволяет проводить измерения потенциала пространства в плазме при n 5-10i3 I/CMS и T 2-IQ5 °К.

Плавающий зонд, помещенный в плазму, доводят до температуры плавления (зоид может и разрушаться), а его потенциал записывают на осциллографе. Известно, что при температуре плавления и близкой к пей эмиссионная способность зонда достаточна для измерения потенциала плазмы с параметрами яУГ,2,5-10.

Пагревать зонд до температуры плавления можно током от постороннего источника питания или электронным током, текущим на зонд

из плазмы. В последнем случае на зонд кратковременно подают положительный потенц1 ал и после нагрева и отключенпя зопда записывают его потенциал при остывании. ПреимуHiecTBOM этого способа нагрева является предотвращение ошибок из-за падения потенциала вдоль зонда. При достаточно высоких параметрах плазмы зонд может нагреваться и без постороинего источника за счет контакта с горячей плазмой.

На фиг. 1 приведена схема измерення потенциала в случае пагрева зопда до плавления от внешнего источника пптапия, содержащая зопд /, апод 2, реостат 3, шлейфы 4, 5 осциллографа. Зонд представляет собой пет0,04 МЛ1, 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 6 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 (или от эмиссионной способности зонда) см. фиг. 3. Кривые получены при Цсм и Ге 105 °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 /, анод 2, электромагнитное реле 10, шлейф 4 осциллографа. Зонд представляет собой стержень из вольфрамовой проволоки диаметром 0,5-1 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,

что при остывании зонда имеется участок 11 постоянного значения потенциала, который соответствует потенциалу пространства.

Предлагаемый способ реализуется просто. Он позволяет существенно расщирить диапазон параметров плазмы, при которых можно измерить потенциал пространства, ощибка способа составляет 1 %.

Предмет изобретения

1.Способ измерения потенциала в плазме путем регистрации плавающего потенциала, помещенного в плазму зонда при изменении его температуры, отличающийся тем, что, с

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

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

3.Способ но н. 1, отличающийся тем, что на зонд подают положительный относительно потенциала плазмы потенциал и нагрев производят за счет бомбардировки зонда электронами плазмы.

0,8 0,9 1,0 V f,2 .3 Фиг.

Фи.

.j.jUOfAMUUMA-MiiiMiUUj