Способ изготовления сверхширокополосного вакуумного разрядника на заданное напряжение срабатывания

(57) Использование: защита Сущность: формируют зазор слое на диэлектрической под чину зазора устанавливают в меньшей величины зазора, для обеспечения заданного срабатывания. Перед установ с зазором в вакуумную сред производят настройку зазора напряжения с амплитудой, ме жения срабатывания. 1 з.п. ф ые с. Х на воздух импульсам ньшеи напря-лы. 4 ил. 00 Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знака вторскому свидетельств(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНОГО ВАКУУМНОГОРАЗРЯДНИКА НА ЗАДАННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ СРАБАТЫВАНИЯ приемников. в резистивном ложке. Вели 1,5 - 2 раза необходимой напряжения кой подложкиИзобретение относится к электровакуумной технике и может быть использовано при изготовлении вакуумных сверхширокополосных разрядников с зазором в резистивной пленке, которые используют для защиты приемников электрических импульсов,Целью изобретения является обеспечение регулирования напряжения срабатывания путем проведения настройки во время изготовления разрядника.Сущность изобретения заключается в том, что в результате настройки формируют в резистивной пленке следы катодонаправленных стримм еров длиной, определяемой амплитудой подаваемого напряжения. Регулируя длину формируемого стриммера, регулируют напряжение срабатывания. Напряжение срабатывания разрядника может регулироваться в пределах от 500 до 200 В,Фактически в предлагаемом способе сложно контролируемые микронеровности линий зазора в резистивной пленке заменяются на поддающиеся контролю и регулировке следы стриммеров. Осуществлению способа, кроме воздействия следов стриммеров на поверхности резистивной пленки после воздействия импульсов, способствуют также физические процессы в резистивной пленке при воздействии однократных импульсов напряжения, по которым критическая напряженность поля в воздухе отличается от критической напряженности поля в вакууме в К, раза или отношение напряжений срабатывания в воздухе и в вакууме,Развитием способа является возможность обеспечения работы разрядника с разнополярными импульсами напряжения, В этом случае полярность подаваемого на резистивную пленку в воздухе напряжения периодически меняют. В этом случае на поверхности резистивной пленки формируются следы двух групп и катодонаправленных в разные стороны стриммеров.Описанную настройку разрядников необходимо проверить на воздухе, так как в вакууме разряд перекрывает резистивный слой и не создает следов стриммеров на поверхности резистивной пленки, т,е, регулировки напряжения срабатывания не происходит.Пример конкретного исполнения способа для сверхширокополосного вакуумного разрядника, который не должен срабатывать при воздействии однократных импульсов длительностью 1 мкс, но должен срабатывать многократно при длительности импульса 10 мкс и амплитуде импульса 1500 В и более. Конструктивные параметры следующие: материал диэлектрического основания поликор; материал и поверхностное сопротивление резистивной пленки РС 1004 1500 Ом/квадрат; размеры резистивного элемента Зхб мм; ширина зазора 4 прототипа 50 мкм; ширина зазора 4 для предлагаемого способа 30 мкм.В прототипе напряжение срабатывания составило 1200 - 1300 В,Для определения коэффициента Кс изготовлены образцы резистивного элемента без зазора. К контактным площадкам прикладывался однократный импульс напряжения длительностью 10 мкс в представленной на фиг,2 блок-схеме. Схема балансировалась переменным мощным резистором Р 2 при небольшой амплитуде импульса по минимуму дифференциального сигнала, затем амплитуда постепенно повышалась до тех пор, пока на экране осциллографа не будут видны искажения плавно изменяющегося сигнала, свидетельствующие о началах пробоя резистивной пленки, При этом фиксировалась амплитуда импульса (при известной длине резистивного слоя критическая напряженность поля также фиксирована), Критическая напряженность поля в резистивной пленке в воздухе может быть определена и другим известным способом, например по измерению изменения сопротивления резистивного элемента. Затем резистивный элемент помещался в вакуумнчю камеру при давлении от 10 до 10 мм Ня и определялась-з -баналогично критическая напряженность поля в резистив ной пленке, находящейся в вакууме, Отношение измеренных амплитуд импульсов (или критических напряженностей полей) в воздухе и в вакууме - коэффициент К. Экспериментально для разных образцов он составлял 1,2 - 1,4, т.е. в среднем 1,3.При требованиях к разряднику по срабатыванию при амплитуде импульса 1500 В и более было выбрано требуемое напряжение срабатывания 1300 В.На резистивный элемент с зазором 30 мкм (в 1,5 раза меньшим чем у прототипа) на воздухе подавались импульсы с частотой следования 20 - 50 Гц, длительностью 1 мкс и амплитудой, меньшей, например, 700 В. По осциллографу (см. блок-схему для осуществления способа, фиг.3) наблюдают прохождение импульсов. Если импульсов нет, значит нет разрядного тока, то повышают амплитуду ступенчато, например, через 20 В. Если импульсы есть, прирабатывают резистивный элемент до тех пор, пока . частота импульсов на порядок не1828356 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ уменьшится, на осциллографе видны пропадания импульсов, В эти моменты появляются искровые разряды вдоль поверхности резистивной пленки, которые оставляют следы катодонаправленных стриммеров длиной 1 с (см, фиг,4) . Длина образования следов зависит от предлокенного напряжения или от тока в разряде. При токе в разряде 10 мА длина образованного стриммера 15 мкм/мА или 0,3 мкм/В приложенного напрякения. Процесс приработки завершаютгпосле ооработки импульсами с амплитудой, равной Ксфр, т,е. 1700 В.Чем меньше ступени увеличения амплитуды импульса, тем более равномерно покрыта пленка сеткой мелких стриммеров, тем с большей точностью можно задать 1, Способ изготовления сверхширокополосного вакуумного разрядника на заданное напряжение срабатывания, согласно которому формируют зазор в резистивном слое и помещают диэлектрическую подложку с указанным резистивным слоем в вакуумную среду, отличающийся тем, что, с цельюооеспечения возможности регулирования напряжения срабатывания путем создания контролируемых микронеровностей на краях зазора резистивного слоя в процессе изготовления разрядника, величину зазора в резистивном слое устанавливают в 1,5 - 2 раза меньшей величины зазора, необходимого для обеспечения заданного напряжениягсраоатывания 1.)ср, а затем перед установкой диэлектрической подложки с резистивным слоем в вакуумную среду на воздухе производят настройку, заключающуюся в том, что к контактным площадкам резистивного слоя прикладывают импульсы напряжения амплитудой, меньшей заданного напряжения срабатывания 1.)ср фиксированной длительности и частоты, контролируя напрякение срабатывания разрядника. Частота следования и длительность импульсов принципиального значения не имеют. Диапазон частот следования и длительность импульса выбирают из удобства наблюдения с помощью стандартного осциллографа и приближаясь к реальной работе прибора с импульсами. Затем помещают резистивный элемент в вакуумную колбу.Таким ооразом, разработав конструкции и технологию изготовления резистивного элемента одного исполнения (с использованием всего двух фотошаблонов), получили с использованием предлагаемого способа настроики серию вакуумных разрядников с различным напряжением срабатывания. появление импульсов тока разряда до тех пор, пока период появления импульсов тока разряда не уменьшится на порядок по сравнению с первоначальным, затем амплитуду прикладываемых импульсов напряжения увеличивают ступенями до напряжения величиной 1.)аах, контролируя каждый раз уменьшение периода появления импульсов тока разряда на порядок, при этом величину 1 Апах устанавливают в зависимости от заданной величины 1.1 СР в соотношении 1 Апах=1)срф К, где К - коэффициент среды, равный отношению критических напряженностей электрического поля в резистивном слое на воздухе и в вакууме,г2. Спосоо по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения срабатывания разрядника от разнополярных импульсов, к контактным площадкам резистивного слоя в процессе настройки на воздухе прикладывают попеременно с периодом 10 - 20 с то отрицательные, то положительные импульсы напряжения.