Установка для измерения электропроводности плазмы Советский патент 1976 года по МПК G01R27/00 H05H1/00 

1

Изобретение относится к устройствам для физических лабораторных исследований свойств плазмы.

Известны установки для определения электропроводности плазмы, содержащие электроды, камеру, изоляторы и патрубок подачи рабочего вещества в камеру 1.

Их недостаток - пространственная неоднородность свойств плазмы.

Наиболее близкой к предлагаемой установке является установка для измерения электропроводности плазмы, содержащая камеру, соединенную с системами откачки и напуска инертного газа, размещенные внутри камеры цилиндрическую ампулу и резервуар для исследуемого вещества, изолированный от ампулы внутренний электрод с торцовой рабочей поверхностью, установленный внутри ампулы соосно ей, нагреватель и изолятор 2.

Невысокая точность измерения этой установки при высоких давлениях обусловлена температурными градиентами вдоль нормалей к металлическим обкладкам металлокерамических узлов, вызывающими генерацию паразитной Э.Д.С., включенной параллельно измерительному межэлектродному зазору.

Цель изобретения - повыщение точности измерений при высоких давлениях.

Это достигается тем, что в предлагаемой установке амлула и резервуар выполнены в

виде сообщающихся сосудов, причем выходные отверстия каналов, соединяющих ампулу с резервуаром, расположены у торца ампулы, противополол ного месту расположения рабочего торца электрода, резервуар снабжен элементами, например сильфонами, обеспечивающими возможность перемещения по крайней мере одной его стенки без нарущения герметичности, а изолятор выполнен в

виде диэлектрической трубки, один конец которой выведен из ампулы, имеет внутренний и наружный диаметры соответственно больше наружного диаметра внутреннего электрода и меньще внутреннего диаметра ампулы и установлен соосно указанному электроду.

На чертеже представлен один из возможных вариантов установки.

Она состоит из камеры 1 с патрубками откачки 2 и напуска 3 инертного газа, ампулы 4

и резервуара 5 для исследуемого вещества, имеющего гибкую диафрагму 6 и подсоединенного к шприцу 7. Отверстия 8, соединяющие резервуар с полостью ампулы, расположены вблизи крепежного днища 9 камеры;

внутренний электрод 10 выполнен подвижным и снабжен смотровым пирометрическим окном 11 и гибкой диэлектрической магистралью 12, подсоединенной к камере. Изолятор 13 уплотнен совмещенными по высоте

подвижным 14 и неподвижным 15 сальниками.

Ампула нагревается печью. Для локализации лучистых потоков тепла в установке предусмотрены экраны 16. Для измерения электропроводности предусмотрен блок регистрации 17.

Установка работает следующим образом.

Включается откачка камеры 1, печь. Далее шприцем 7 вводится исследуемое вещество в резервуар 5, отсекается откачка и напускается инертный газ, например аргон, до заданного давления. Затем температура ампулы 4 выводится на нужный уровень, при этом исследуемое вещество частично вытесняется в резервуар 5. Диафрагма 6 передает давление аргона в полость ампулы, что задает давление исследуемой среды, равное окружающему. Наличие диафрагмы устраняет возможность растворения инертного газа в жидком исследуемом веществе, т. е. гарантирует чистоту последнего.

Измерение электропроводности осуществляется с помощью блока 17, подсоединенного к установке коаксиальным кабелем. Эта мера гарантирует устойчивость цепи измерений по отношению к внешним электромагнитным полям. Температура плазмы в торцовом измерительном зазоре между электродом 10 и ампулой 4 контролируется эталонным оптическим пирометром через окно 11. Изолятор 13, разделяя электроды, выполняет также роль охранного электрода, сводя к минимуму боковые паразитные токи на электрод 10. В силу протяженности этого изолятора рост проводимости в направлении от измерительного зазора к уплотнениям, т. е. в . направлении уменьщения температуры, не может полностью зашунтировать зону измерений. Поэтому данная конструкция, установки допускает работу в сверхкритической области параметров исследуемого вещества. Сальники 14 и 15, совмещенные но высоте, ограничивают жидкометаллические обкладки изолятора 13 в направлении нормали, к которым температура постоянна н не вызывает генераи,ию э.д.с., включенной параллельно измерительному зазору. В результате, точность измерений существенно возрастает.

По окончании опыта откачивают камеру 1, в результате чего исследуемое вещество возвращается в щприц 7. Отсекая последний, можно выполнять любые работы с ампулой вплоть до ее замены и проводить дальнейшие исследования с минимальными потерями плазмообразующего вен1ества.

Формула II 3 о б р е т е н и я

Установка для измерения электропроводности плазмы, содержащая камеру, соединенную с системами откачки и напуска инертного газа, размещенные внутри камеры замкнутую цилиндрическую ампулу и резервуар для исследуемого вещества, изолированный от внутренний электрод с торцовой рабочей поверхностью, установленный внутри ампулы соосно ей, нагреватель и изолятор, отличающаяся тем, что, с целью повыщения точиости измерений при высоких давлениях, ампула и резервуар выполнены в виде сообщающихся сосудов, причем выходные отверстия каналов, соединяющих амиулу с резервуаром, расположены у торца ампулы, противоположного месту расноложения рабочего торца электрода, резервуар снабжен элементами, например сильфонами, обеспечивающими возможность перемещения по крайней мере одной его стенки без нарушения герметичности, а изолятор выполнен в виде диэлектрической трубки, один конец которой выведен из ампулы, имеет внутренний и наружный диаметры соответственно больше наружного диаметра внутреннего электрода и меньще внутреннего диаметра и установлен соосно указанному электроду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Роэлинг Д. Термоэмиссионное преобразование энергии. Сб. докладов, т. 1, М., Атомиздат, 1964, с. 53.

2.Авт. св. СССР № 405077, кл. G 01R 27/00, 1972.

/J