[發明專利]一種用于測量氣體湯遜放電參數的真空實驗裝置

在審

• 申請號: 201710227397.1
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106841963A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 邱睿;付仲愈
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G01R31/16
• 分類號: G01R31/16;G01R31/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及氣體放電機理和氣體絕緣性能的研究領域，尤其是一種用于測量氣體湯遜放電參數的真空實驗裝置。

背景技術

氣體的湯遜放電參數即可以用來表征氣體抑制放電發展的能力和絕緣性能，也可以用來研究氣體放電的發展機理，該參數在等離子體物理和氣體絕緣領域方面是十分重要的。該實驗的主要內容是在不同氣壓、間距和電場強度下對氣體的放電電流進行測量。在實驗過程中，樣品用量較少，工作氣壓較低，且存在往復的機械運動，而傳統的動密封很難滿足實驗要求，這給實驗裝置的密封性設計帶來較大的難度。在實驗開始前，需要對實驗裝置提供抽真空氣路和待測氣體的進樣氣路，在進行實驗裝置的電路設計時，需要考慮為氣體電離提供強電場的同時還要考慮為步進電機提供弱電驅動與控制，此外，由于初始電子的躍遷需要強激光照射，這些要求使得該實驗裝置集合了氣、電、光三路，且電路中還包含了強電和弱電，在安排各個功能區域時必須要考慮各系統的空間隔絕和分配問題。

綜上，在對氣體湯遜放電參數進行測量時，需要一種精密復雜且符合測量要求的真空實驗裝置。

發明內容

針對測量氣體湯遜放電參數時的實驗要求，本發明設計了一種用于測量氣體湯遜放電參數的真空實驗裝置，該裝置結構緊湊，氣密性好、擴展能力強，滿足氣體湯遜放電參數的測量要求。

本發明未解決以上問題采取的技術方案是：一種用于測量氣體湯遜放電參數的真空實驗裝置，其特征在于：包括光電雙通路高壓密封套管、放電室上蓋、真空放電室、真空放電室擴展觀察窗、抽真空系統連接法蘭、真空擋板閥、真空系統連接氣道、真空放電室下座圈、真空放電室下蓋、真空放電室平臺固定螺孔、下蓋密封螺栓、真空電極、下電極連接線、密封傳動包、下電極螺桿、放電間隙、真空放電室主觀察窗、真空放電室擴展連接口、真空度調節器、真空放電室進樣氣道;

所述光電雙通路高壓密封套管穿過真空放電室上蓋，進入真空放電室中，所述真空放電室上蓋通過上蓋密封螺栓安裝于真空放電室上端，所述真空放電室外接有真空放電室擴展連接口和真空放電室擴展觀察窗，所述真空擋板閥連接于抽真空系統連接氣道處，所述抽真空系統連接法蘭安裝于真空擋板閥下方，所述真空放電室下蓋，通過通過下蓋密封螺栓與真空放電室下座圈剛性連接，所述真空放電室下蓋外緣開設有真空放電室平臺固定螺孔，所述密封傳動包安裝于真空放電室下蓋兩側，用于實現真空放電室內外的動力傳輸，所述放電間隙通過光電雙通路高壓密封套管和下電極螺桿懸吊于真空放電室中間，所述放電間隙通過下電極連接線與真空電極相連，所述真空度調節器通過法蘭安裝于真空放電室進樣氣道處，所述真空放電室主觀察窗焊接于真空放電室（5）外側，與放電氣隙保持水平，所述真空度調節器安裝于真空放電室進樣氣道處。

進一步地，所述真空放電室上蓋與真空放電室接觸面上，使用上蓋氟膠O型密封圈實現氣密封，所述下真空放電室下蓋與真空放電室下座圈接觸面上，使用下蓋氟膠O型密封圈實現氣密封。

進一步地，所述密封傳動包（18）由磁流體密封裝置（17）和傳動齒輪（19）組成；所述磁流體密封裝置安裝于真空放電室下蓋外側，所述所述傳動齒輪安裝于真空放電室內側。

進一步地，所述放電間隙由上電極光學鏡片架，羅可夫斯基上電極，激發電子入口，羅可夫斯基下電極，下電極絕緣，光路輔助鏡片，密封石英鏡片組成；所述上電極光學鏡片架上部通過螺紋安裝于光電雙通路高壓密封套管下方，下部安裝有羅可夫斯基上電極，所述電極光學鏡片架下方鑲嵌有光路輔助鏡片，用以提供激發電子，所述光路輔助鏡片未與電極光學鏡片架剛性連接，可通過上電極輔助氣道進行替換，所述激發電子入口中間由鎳金屬網組成，通過外壁螺紋安裝于羅可夫斯基上電極中心處，所述羅可夫斯基下電極下側連接有下電極絕緣，以防止放電信號泄漏，所述下電極絕緣與下電極螺桿相連，用以調整放電間隙的距離，所述密封石英鏡片通過密封膠水粘接于光電雙通路高壓密封套管下端，用以實現光通路和氣密封。

進一步地，所述放電間隙中的由上電極光學鏡片架和下電極絕緣開設有上電極輔助氣道和下電極輔助氣道，用以加速閉鎖空間的抽真空過程，防止殘留氣。

本發明的有益效果是：

一、本實驗裝置結構緊湊，減少了氣體用量，節約了實驗成本；

二、本實驗裝置采用了磁流體密封裝置，本實驗裝置開孔數較少，并在多處接觸面采用了氟膠O型密封圈，提高了裝置的氣密性，保證了參數測量的準確度；

三、本實驗裝置提供了可拆卸鏡架和可替換鏡片，減小實驗設備的維護難度；

四、本實驗裝置采用了高、低壓隔離供電，防止測量電流的泄漏和干擾；