401932

Зависимое от авт. свидетельства1 г 29/ К 1746090/26-25 аявлено 07.11.1972 ( присоединением з сударственный намитв авета Министрав ССС ае делам изобретенийи аткрытий ПриоритетОпубликовано 12.Х,1973. БюллетеньДата опубликования описания 18.11.1974 3.6.01 088.8) Авторыизобретени В. Носачев и В, В. Скворцов Заявитель НОГОЭЛЕКТРОДНЫЙ ЗОНД ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМ ПОТОКА РАЗРЕЖЕННОЙ ПЛАЗМЫВ Изобретение относится к устроиствам для диагностики плазмы в лабораторных условиях, ионосфере и т. д.Известны многоэлектродные зонды для измерения параметров потока плазмы, например энергетического спектра и концентрации частиц в потоках разреженной плазмы, содержащие корпус, диафрагму, входной, анализирующий и разделяющий электроды и коллектор.Эти зонды при анализе ионной компоненты плазменного потока не позволяют снять энергетическое распределение и определить концентрацию медленных ионов, образовавшихся в результате перезарядки быстрых ионов потока на нейтральных атомах рабочего газа, так как коллектор такого зонда регистрирует сумму токов медленных и быстрых ионов, и ток медленных ионов для условий, моделирующих полет спутника (в ионосфере), более чем на два порядка меньше тока быстрых ионов. Для лабораторного моделирования движения спутника в ионосфере необходимо знать энергетическое распределение и концентрации медленных ионов в потоке, образующих фон, который может существенным образом искажать истинную картину взаимодействия движущегося тела с разреженной плазмой.Целью изо 6точности измер ретения является повышение ения параметров потока разреженной плазмы за счет установки разъемногоколлектора в многоэлектродный зонд, который позволяет проводить пространственноеразделение быстрых и медленных ионов и оп 5 ределять их среднюю энергию и концентрациюв заданной точке потока,На фиг. 1 показана конструкция многоэлектродного зонда и схема распределения потенпиалов между электродами; на фиг. 2 приве 10 дены вольт-амперные характеристики много.электродного зонда,Многоэлектродный зонд (фиг. 1) состоит изметаллического корпуса 1, входной диафрагмы 2, ограничивающей поток заряженных час 15 тиц внутри зонда, входного электрода 3, выравнивающего электрическое поле на входев зонд, анализирующего электрода 4, разделяющего электрода 5 и разъемного коллектора 6, обеспечивающего пространственное20 разделение ионных токов.Все электроды и диафрагма отделены одинот другого фторопластовыми шайбами 7 и изолированы от корпуса втулкой 8. Электроды 3,4, 5 выполнены из плоских вольфрамовых се 25 ток с ячейкой 80 К 80 мм и диаметром прутка8 мк, закрепленных в кольцевых обоймах. Диафрагма 2, коллектор 6 и корпус 1 зонда изготовлены из нержавеющей стали, Диафрагма2 имеет узкий щелевой вырез, длина которого30 на порядок превышает его ширину.зо 35 Для того чтобы можно было осуществить пространственное разделение медленных и быстрых ионов потока и анализировать по энергиям медленные ионы, а следовательно, определять с высокой точностью их концентрацию из кривой задержки, коллектор б выполнен разъемным в виде двух полудисков, изолированных друг от друга воздушным зазором шириной примерно 0,5 мм. Зазор между полудисками и щелевой вырез в диафрагме параллельны между собой, Устанавливается он таким образом, что большая сторона выреза расположена перпендикулярно оси потока плазмы, а плоскость диафрагмы параллельна направлению движения быстрых ионов в потоке.Работает зонд следующим образом. На элементы зонда подается питание, обеспечивающее распределение потенциалов, изображенное схематично на фиг. 1, применительно к условиям работы в вакуумной камере. На этой схеме за ноль принят потенциал стенки вакуумной камеры, На диафрагму 2 и входной электрод 3 подается потенциал, заведомо отрицательный относительно плазмы, чтобы полностью пропустить в зону весь ток медленных ионов, приходящих с границы плазмы,Анализ ионов по энергиям производится с помощью анализирующего потенциала электрода 4. Разделяющий электрод 5 имеет отрицательный потенциал, необходимый для отсечки электронной компоненты потока плазмы. Для подавления вторичной электронной эмиссии с коллектора 6 последний имеет положительный потенциал относительно ближайшего электрода. 5 1 О 15 20 25 Пространственное разделение медленных и быстрых ионов потока в таком многоэлектродном зонде происходит за счет того, что быстрые ионы движутся под острыми углами к плоскости коллектора и поэтому они могут попадать лишь на один полудиск коллектора, а медленные ионы с хаотическим распределением скоростей приходят на оба полудиска поровну. Таким образом, второй полудиск коллектора будет регистрировать ток одних медленных ионов. Сняв кривую задержки (фиг, 2,а) медленных ионов, можно определить с высокой точностью энергетическое распределение и концентрацию медленных ионов в потоке разреженной плазмы. На фиг, 2,б показана вольт-амперная характеристика зонда, снятая многоэлектродным зондом без пространственного разделения ионных потоков.Испытания опытного образца предлагаемого зонда показали, что многоэлектродный зонд с разъемным коллектором 6 дает стабильные результаты при определении параметров плазмы и позволяет с высокой степенью точности измерять энергетическое распределение и концентрацию медленных ионов перезарядки в потоках разреженной плазмы с высокой энергией заряженных частиц,Предмет изобретенияМногоэлектродный зонд для измерения параметров потока разреженной плазмы, содержащий корпус, диафрагму, электроды и коллектор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, коллектор вы. полнен в виде двух изолированных друг от друга полудисков.401932 Риг Техр ловска актСоставитель В, им Изд Ф 127сударственного комитета по делам изобретенийМосква, Ж, Раушская Корректоры: Е. Хмелева и 3. Тарасова