Многоэлектродный электрический зонд Советский патент 1975 года по МПК G01N23/08 G01N23/12 

(54) МНОГОЭЛЕКТРОДНЫЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ЗОНД

1

Изобретение относится к измерительным приборам и приспособлениям, применяемым в качестве инструмента для диагно, стики параметров потока частично ионизированных газов низкой плотности.

Известный многоэлектродный зонд, применяемый для определения параметров электронной и ионной компонент потока разреженной плазмы, содержит диафрагму, корпус и электроды.

Однако известный зонд характеризуется значительной погрешностью измерения при непрерывной эксплуатации в течение длительного времени.

Это обусловлено замкнутостью рабочего объема зонда, что приводит к накохьлению . попавших в этот объем нейтралов остаточного газа в вакуумной камере. Образуюшиеся в результате взаимодействия с нейтралами медленные ионы и метастабильные атомы создают дополнительный фонд, приводяшций к значительной маскировке энергетического спектра ионов основного потока плазмы.

Кроме того, известный многоэлектрод- ный зонд применяется только при очень , точно выдержанных условиях свободно

молекулярного обтекания. В противном случае, при промежуточных давлениях, т.е. при переходных режимах обтекания зонда, перед входной диафрагмой многоэлектродного зонда образовывается облако частиц, .испытывающих взаимные соударения, что в конечном результате приводит при доста точно высоких плотностях набегаюшего потока к искажению измеряемых пйрамет-ров.

Предлагаемый зонд обеспечивает более высокую точность в процессе непрерьюного измерения распределения ионов по энергиям.

Для этого диафрагма многоэлектродного зонда выполнена конической с острыми входными кромками и закреплена на трубчатом открытом с обеих концов диэлектрическом корпусе, внутри которого установлены разделенные втулками кольцевые ;электроды. 4 На чертеже показана принципиальная, схема предлагаемого многоэлектродного электрического зонда. Вниз по потоку за конической диафрагмой 1 установлены в диэлектрическом корпусе 2 разделенные диэлектрическими втулками 3 электроды 4, на которые подается потенциал по проводникам 5, В процессе измерения поток ионов через отверстия конической диафрагмы 1 попадает в открытый рабочий объем многоэлектродного зонда. Каждая попадающая в зонд заряженная частица имеет свою собственную составляющую скорости, нор} мальную к направлению движения плазменного потока, а также и под действием электростатического поля электродов 4 она движется по напрйвлению к внутренней поверхности корпуса 2 зонда, где попадает на один из электродов 4. При этом частицы с большей нормальной составляющей скорости попадают на более близкие к диафрагме 1 электроды 4, а с меньшей - на более удаленные. По величине ионного тока, регистрируемого на каждом из электродов 4, судят о величине нормальной составляющей скорости движения - ионов, а следовательно, находят распределение ионов по энергиям. По суммарной величине тока на электроды 4 и по диаметру отверстия ко«нической диафрагмы 1 рудят о концентрации ионов в набегающем плазменном потоке. 4 j I. Коническая диафрагма в предлагаемом 1 многоэлектродном зонде уменьшает вероятность соударений набегающих и отраженных частиц и расширяет диапазон применения зонда в области более высоких плотностей и рабочих давлений, соответствующих переходному и со сколь жениэм режимам обтекания. Попадающие в рабочее устройство нейтралы и нейтрализованные на электродах ионы свободно вылетают из открытого рабочего объема зонда по направлению движения плазменного потока, в резуль тате чего накопления частиц в открытом рабочем объеме зонда не происходит и поэтому не наблюдаются нежелательные побочные эффекты. Предмет изобретения Многоэлектродный электрический зонд, содержащий даафрагму, корпус и электроды, отличающ ийся тем, что, с целью повышения точности непрерывноизмеоения распределейия HOHpBjio энергиям, диафрагма многоэлектродного зонда выполнена конической с острыми входны- ми кромками и закреплена на трубчатом ткрытом с обеих ;конЦов , диэлектрическом орпусе, внутри которого установлены азделенные втулками кольцевые электроы.

X

/ /