Разрядник с повышенной частотой повторения импульсов Советский патент 1982 года по МПК H01J17/46 

(54) РАЗРЯДНИК С ПОВЫШЕННОЙ ЧАСТОТОЙ ПОВТОРЕНИЯ

Изобретение относится к импульсиой технике, в частности к быстродействующим высоковольтным коммутационным устройствам.

Известны лазерные управляемые разрядники, состоящие из импульсного лазера, фокусирующего устройства, газонаполненного разрядника, в корпусе которого, имеющего оптический ввод, размещены два разделенных изолятором электрода так, что излучение лазера вводится или по оси разрядного промежутка через отверстие в одном из злектродов, фокусируясь на другом, или перпендикулярно оси,, фокусируясь на одном из злектродов, юш в центре разрядного промежутка 1.

Однако разрядники такого типа обладают малым, стабильным временем задержки срабатывания, но низкой частотой коммуташга, не превышающей 1 кГц.

Известен разрядник с повь1щенной частотой повторения импульсов, состоящий из кор-. пуса с двумя разделенными изоляторами электродами, образующими разрядный промежуток, в которых выполнены отверстия для протеИМПУЛЬСОВ

кания через последний газа, подводимого через входной и отводимого через выходной , патрубки. В данном разряднике между электродами устанавливается диафрагма, диаметр отверстия в которой и диаметры отверстий в электродах связаны соотношением. Обеспечивающим вьгсокую скорость протекф1Ния газа по оси разрядного промежутка, а управление разрядника осуществляется посредством деформации поля подачей импульса напряжеtoния на управляющий злектрод. Частота повторения импульсов в разряднике достигает 5- 10 АГц (2).

Однако при этом разрядники обладают длЯ тельным временем восстановления, значительISным его разбросом и, следовательно, приведенные значения частоты повторения являются предельно достижимыми значениями.

Целью изобретения является повыщеиие частоты повторения импульсов и стабиль20ности характеристик разрядника.

Цель достигается тем, что разрядник с Повышенной частотой повторения импульсов, СОСТОЯЩИЙ из корпуса с двумя разделеиными 3 (изолятором электродами, образующими разрядный промежуток, в которых вьтолнены отверстия для протекания через последний газа, подводимого через входной и отводимого через выходной патрубки, он содержит оптический ввод лазерного излучения,а, по крайней мере, в одном из злектродов отверстие образует полость оптического канала, ограниченного с одной сторонь разрядным промежутком, а с другой оптическим вводом причем сама полость выполнена в виде, сверх звукового сопла. При сохранении стабильности срабатывания лазе рного управляемого разрядника повышается частота коммутации за счет сверхзвуковой деформации плазменного столба в разрядном промежутке потоком газа и выбросе плазмы из разрядного промежзггка через область с малым газодинамическим сопротивлени ем и за счет возникновения градиента температуры газа. Кроме того, каждая,, коммутация осуществляется как бы при новом газовом наполнении разрядного промежутка, при котором происходит охлаждение электро дов. Это способс1вует повышению стабильности характеристик разрядника. Кроме то го, лазерно-плазменный фокус перемещается в разрядном промежутке в направлении потока газа, снижая разброс времени срабатывания. На чертеже предстарлен разрядник @с повышенной частотой-повторения импульсов. Он состоит из импульсного лазера 1, фок сирующего устройства 2 и разрядника, в кор пусе 3 которого помещены полые электроды 4,разделенные изолятором 5 и имеющий оптическ . канал через полость электродов от оптического ввода 6 до выходного отверстия 7 в злектроде и газовый канал от входного патрубка 8 до выходного патрубка 9 через полость электрода и разрядный промежуток. Излучение лазера 1 проходит через фокусирующее устройство 2 и оптические вводы и фокусируется на электродах 4, инищ1ируя возникновение разряда. Фокусирующее устройство 2 обеспечивать фокусировку излучения в точку на электродах 4 или в в де окружности вокруг отверстия,или на гран це с газом. Образующаяся в разрядном промежутке плазма испытывает действие сверхi звуковой струи газа, подаваемой через входной патрубок 8 и сверхзвуковое сопло, образованное отверстиями 7 и электродами 4 в разряд1п.ш промежуток. Плазменный столб в разрядном промежутке деформируется под действием газодинамического удара и градиента температуры. Выброс плазмы из разрядного промежутка происходит в область с малым газодинамическим сопротивлением. При зтом обеспечивается деионизащм разрядного промежутка. Разрядник с повышенной частотой коммутации сочетает малые времена срабатывания, присущие лазерным управляемым разрядникам, с повышенной частотой коммутации, обеспечиваемой за счет деформации плазмы как бы от внутреннего сверхзвукового тазового удара. Время деионизации разрядного промежутка ориентировочно составляет 10 мкс. Смена газового наполнения перед каждой последующей кОмм}ггацией обеспечивает повыщение стабильности характеристик разрядника. Формула изобретения Разрядник с повыщенной частотой повторения цмпульсоа, содержащий корпус с двумя разделенными изолятором электродами,образующи ш разрядный промежуток, в которых выполнены отверстия для протекания через последний газа, входной и выходной патрубки, отличающийся тем, что, с целью . повышения частоты повторения импульсов и стабильности характеристик,он содержит оптический ввод лазерного излучения, а, по крайней мере, в одном из элект юдов отверстие образует полость оптического канала, ограниченного с одной стороны разрядным промежутком, а с другой оптическим вводом, причем полость выполне1га в виде сверхзвукового сопла. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гюнтер, Беггас.Разрядники управляемые с помощью лазерного луча, ТИИЭР, 1971 №4, с. 277-289.. 2 Малюта Д. Л., Межевов В. С. Разрядник с высокой частотой повторения импульса, ПТЭ. 1980. № 4, с. 80-90 (прототип).