用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針的製作方法

2023-06-23 07:52:51 1

專利名稱：用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針的製作方法
技術領域：
本發明屬於等離子體診斷技術領域，涉及接觸式診斷方法，具體地說，是指一種用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針。這種圓柱形Langmuir探針結構不僅可以應用在冷等離子體中，如輝光放電等離子體、電暈放電等離子體等；尤其適用於熱等離子體中，如電弧等離子體、燃燒等離子體等。
背景技術：
等離子體是物質的第四態，是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質形態。按等離子體溫度，等離子體分為:( I)高溫等離子體:完全電離、電子溫度和氣體溫度極高的等離子體，如太陽、受控熱核聚變等離子體等。(2)低溫等離子體:部分電離、電子溫度較高的等離子體，又分為以下兩類:(A)熱等離子體:氣體溫度較高的等離子體，如電弧、高頻和燃燒等離子體等。(B)冷等離子體:氣體溫度較低的等離子體，如輝光放電、電暈放電等離子體等。等離子體作為物質的一種形態，不論其存在於自然界，還是在實驗室產生，人們總希望能測定它的各種性質，以便與理論進行比較，掌握其運動規律。人們常常把對等離子體各種性質的測定和分析稱為「診斷」。等離子體性質參數主要有:電子溫度、等離子體粒子密度、等離子體粒子速度、等離子體電位及汙染診斷等。等離子體參數診斷方法分為接觸式和非接觸式兩種，接觸式診斷方法需要將實驗感應元件浸入到等離子體中，如朗繆爾(Langmuir)探針、法拉第探針等:而非接觸式診斷方法則不需要，如輻射光譜法、雷射誘導螢光法等。等離子體的測量參數及測量方法見表I。表I等離子體測量參數及測量方法
_測量參數__測量技術或設備_
_記錄式分光儀_
_傅立葉紅外轉化裝置_汙染診斷_掃描電子顯微鏡_
_能量彌散X射線探測器
__快速電離計量計_
_電子溫度__輻射光譜法_
權利要求
1.用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針，其特徵是:包含了探針本體和探針支撐，探針支撐又包含支撐結構和空間定位裝置；所述的探針本體採用鎢絲，鎢絲頭部的外層套裝單孔陶瓷管，單孔陶瓷管外套裝多孔陶瓷管，多孔陶瓷管外套裝不鏽鋼管；鎢絲尾部焊接屏蔽同軸電纜線的中心信號線，焊接點外層包覆熱縮管，熱縮管外包覆多層防高溫屏蔽層；屏蔽同軸電纜線送入探針支撐內，並從底部小孔穿出，與等離子體裝置之外的電路系統連接。
2.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:所述的支撐結構由不同直徑的階梯型不鏽鋼管彎折成「？ 」形狀，底部螺紋連接空間定位裝置，並且在空間定位裝置底部的位置設置小孔。
3.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:所述的熱縮管一端接觸單孔陶瓷管，另一端懸空，延伸到至少包覆中心信號線。
4.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:所述的多層防高溫屏蔽層一端與多孔陶瓷管接觸，另一端懸空，延伸到至少包覆屏蔽同軸電纜線。
5.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:所述鎢絲與單孔陶瓷管之間、單孔陶瓷管與多孔陶瓷管之間，多孔陶瓷管與不鏽鋼管之間的縫隙採用高溫膠密封。
6.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:所述多孔陶瓷管外的不鏽鋼管尾部插入探針支撐的支撐結構內，並將一個Φ10緊固螺母從探針頭部套入，再套入內孔階梯型的緊固轉接件，最後套入Φ8緊固螺母，實現探針本體與支撐結構的固定。
7.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:探針本體採用0.3mm的鶴絲。
8.根據權利要求1所述的用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針,其特徵是:探針本體的頭部投影與空間定位裝置的旋轉中心重合，並且探針水平設置，與旋轉臺平行。
全文摘要
本發明公開了一種用於等離子體診斷的圓柱形Langmuir探針，屬於等離子體診斷技術領域。本發明使用直徑為0.3mm的鎢絲作為探針材料，鎢絲外面包覆兩層耐高溫氧化鋁(Al2O3)陶瓷作為絕緣材料，不鏽鋼管作為支撐材料並彎折成「？」形狀的支撐結構，屏蔽同軸電纜線作為信號線並包覆多層熱防護材料。探針本體固定在支撐結構上。本發明提供的探針結構體積小、傳輸信號的信噪比高、耐熱性高、穩定性好、空間定位便捷、重複定位誤差小，適用於多種等離子體環境下等離子體特性參數空間分布的快速、準確測量，廣泛適用於等離子體的科學研究及工業應用。
文檔編號H05H1/00GK103152970SQ20131003900
公開日2013年6月12日 申請日期2013年1月31日 優先權日2013年1月31日
發明者湯海濱, 張尊, 楊淵 申請人:北京航空航天大學