[發(fā)明專(zhuān)利]一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210042947.X
• 申請(qǐng)日: 2012-02-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102610480A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉文正;孔飛;張德金
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01J37/32
• 分類(lèi)號(hào): H01J37/32
• 代理公司: 北京眾合誠(chéng)成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，它的結(jié)構(gòu)如下：柵網(wǎng)(G)、第一探針(P1)和第二探針(P2)依次安裝在等離子體傳輸通道上，等離子體傳輸通道位于圓筒狀物體(2)的內(nèi)部，等離子體源和圓筒狀物體(2)均位于真空室中，柵網(wǎng)(G)通過(guò)屏蔽線(1)連接控制信號(hào)發(fā)生器，第一探針(P1)通過(guò)屏蔽線(1)連接DC1直流電源和C1電容的公共節(jié)點(diǎn)，第二探針(P2)通過(guò)屏蔽線(1)連接DC2直流電源和C2電容的公共節(jié)點(diǎn)；GND地電位分別連接R1電阻、R2電阻、R3電阻、R4電阻和數(shù)據(jù)采集卡，DC1直流電源連接R1電阻，DC2直流電源連接R3電阻，數(shù)據(jù)采集卡分別連接R3電阻、R1電阻、DC1直流電源、DC2直流電源和計(jì)算機(jī)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述柵網(wǎng)(G)為不銹鋼金屬網(wǎng)，其孔徑尺寸的范圍為0.5mm*0.5mm-5mm*5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一探針(P1)和第二探針(P2)的間距為0-50mm可調(diào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述圓筒狀物體(2)的材料為絕緣材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述第一探針(P1)和第二探針(P2)能夠在等離子體傳輸通道上水平移動(dòng)，便于獲得等離子體傳輸通道上不同位置的等離子體參數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述DC1直流電源和DC2直流電源的電壓均可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為0-100V。

7.一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量方法，其特征在于，它的步驟如下：在柵網(wǎng)(G)施加負(fù)電壓V_G，利用負(fù)電壓V_G的阻擋作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的阻擋控制，通過(guò)控制負(fù)電壓V_G的大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)通過(guò)柵網(wǎng)(G)的等離子體數(shù)量的控制；記錄等離子體通過(guò)第一探針(P1)和第二探針(P2)的時(shí)間間隔Δt，通過(guò)計(jì)算得出等離子體的傳播速度v；

利用朗繆爾探針?lè)▽?duì)電子電流進(jìn)行測(cè)定，通過(guò)第一探針(P1)和第二探針(P2)將電子電流引入至測(cè)量電路中，調(diào)節(jié)DC1直流電源的電壓，從而改變第一探針(P1)上電壓V1；調(diào)節(jié)DC2直流電源的電壓，從而改變第二探針(P2)上的電壓V2，記錄該電壓下的電子電流，利用數(shù)據(jù)采集卡采集上述數(shù)據(jù)，然后將其輸入至計(jì)算機(jī)中，得到V-I曲線；通過(guò)計(jì)算得到等離子體的電子密度Ne、電子溫度Te和空間電位Vp；當(dāng)電子電流流過(guò)R1電阻和R3電阻時(shí)，會(huì)引起第一探針(P1)上電壓V1和第二探針(P2)上的電壓V2的變化，這時(shí)，R2電阻和C1電容構(gòu)成的RC電路以及R4電阻和C2電容構(gòu)成的RC電路將起到穩(wěn)壓作用。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種真空放電等離子體參數(shù)的測(cè)量方法，其特征在于，所述負(fù)電壓V_G的大小為0至-100V可調(diào)，負(fù)電壓V_G對(duì)應(yīng)的脈沖寬度為0-100μs可調(diào)。