Газоразрядный датчик

О П И С А Н И Е )786529 Союз Советских Социалистических Республик) Дата опубликования описания 30.03.8 ачи: С ЪЧльский ф Л т Ъ ъидм(71) Заявител ст атовскии политехническ 54) ГАЗОРАЗРЯДНЫЙ ДАТЧ к тазоразрядть использовано и переменных я измерения чалей (1, .которые, ные недостатки: ромоздкая аппаерения постояных полей одним достигается тем, атод размещены га, а,между ним аиод, выполненн шайбы с центра диаметр отверсткатода, а анод ы расположены Цельанод и кдруг друтельныйлическойпричемдиаметруэлектрод что в устроистве соооно напротив введен дополниый в,виде метальным отверстием, ия соответствует и измерительные компланарно сто Изобретение относитсяным приборам и может бьдля измерения постоянныхмагнитных полей.Известны устройства длпряженности магяитных пооднако, имеют существенмалая чувствительность,ратура, невозможность измных и переменных магнитни тем же устройством. Наиболее близким к данному устройству является газоразрядный датчик 12 сэффекпом узкой трубки, содержащий наполаенную газом колбу с размещенными в ней анодом, катодом и двумя регистрирующнми электродами, все четыре электрода выполнены в виде металлических стержней, расположены,параллельно продольной оси колбы и на одинаковом, расстоянии от нее, причем анод и катод размещены напротив друг друга, датчик может отличаться тем, что концы всех четырех электродов лежат в одной плоскоспи, аерпенднкулярной оси иолбы, датчик может отличаться тем, что концы анода и катода по высоте разнесены относительно ллоскости, ароходящей через,кобанцы регистрирующих электродов перпендикуляросо лродольной оси дапчика,Электродная система устройства позволяет реализовать распределение потенциала плазмы с характерными потенциальными ямами в пристеночной области, обусловленными так называемым эффектом узкой трубюи,К недостатка,м такого устройства относятся: интенсивное распыление материала катода и связанное с ним поглощение газа (жестченне) на пыл енной на стенки металлической пленкой (геттерное действие пленки) существенно снижает;надежность устройства; большой разброс напряжения зажигания; малая механическая прочность о 1 невозможность работы при высоких температурах окружающей среды (что обусловлено размягчением стекла колбы).Цель изобретения - повышение,надежности, стабильности потенциала зажигания датчика за счет жестчения газа и инерцнонности прибора,65 одну сторону относительно дополнительного анода,Дополнительным отличием является то,что баллон газоразрядного датчика выполнсн в виде металлокерамической конструкции, содержащей керамический стакан сзакрепленными в дне стержневым анодоми измерительными электродами, дополнительный кольцевой анод, керамическуюшайбу и металлическое основание, соединенные между собой, посредством пайкикатод выполнен в виде металлического цилиндра, помещенного в отверстие керамической шайбы и соединенного с .металлическим основа нием.Дополнительный анод с центральнымотверстием, введенный в конструкцию датчика, как указано выше, уменьшает площадь внутренней поверхности колбы, подверженной залылению веществом катода врезультате катодного;распыления, и тем самым подавляет эффект жесччения газа.Кроме того дополнительный анод позволяет осуществить в датчике подготовительный разряд, что значительно уменьшаетвремя статического запаздывания,зажигания основного разряда, следовательно,снижает инерционность датчика. Все этоспособствует повыщению,надежности истабильности потенциала зажигания датчика.Такое выполнение конструктивных элементов позволяет также реализовать лреимущества,металлокерамической конструкции, повысить механичвскую и термическуюстойкость.На фиг. 1 схематично изображена конструкция устройствана фиг, 2 - электрическая схема включения устройства.Колба датчика представляет собой ксрамический стакан 1, керамическую шайбу2, дополнительный анод 3, выполненный вформе кольца. Металлическое основание 4и металлический штенгель 5, соединенныемежду собой посредством лайки. Датчикоткачивают и наполняют газомнапримернеоно л, до давления 5 - 10 Т. В дно керамического стакана 1 впаянны анод 6 (вцентре) и измерительные электроды 7 и 8.Катод 9, выполненный в,виде металличес,кого цилиндра, впаян в,металлическое основание и помещен в отверстие,керамической шайбы, служащей для фиксации положения катода. В металлическое основание,служащее электрическим выводом катода,запаян откачкой штенгельвыполненный в1 виде металлической трубки, которая послеоткачки и наполнения датчика газом, отпаивается холодным способом. Для откач.ки и наполнения газом служат отверстия10 и 11. Дополнительный аиод слуиит длясоздания подготовительного разряда,Электрическая схема включения устройства (фиг. 2) содержит сопротивления 12и 13, соединенные с плюсом источника 14 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 50 55 электрической энергии и соответственно с анодом,и дополнительным аиодом, сопротивления 15 - 17, соединенные с измерительными электродами и катодам по мостовой схеме, измерительный арибор 18, подсоединенный к измерительным электрода и.Примером конкревного выполнения конструкции может служить устройствоимеющее такие параметры: внутренний диаметр колбы (1) 4 мм, расстояние между анодом 6 и катодом 9 - 3 мм, расстояние между измерительными электродами 7 и 8 - 3 мм.Анод .и измерительные электроды выполнены из молибдено 1 вой проволоки 0,4 мм, материал катода 9 - молибден, диаметр 1,5 мм, материал дололнительного аиода 3 - молибден, диаметр отверстия 1,5 мм.Колба дополнена газом, например неоном,или аргоном, до давления 5 - 10 тор.Предлагаемый датчик работает следующим образом.При подаче постоянного напряжения на дополнительный анод 3 в промежутке катод 9 - дополнительный анод 3 зажигается подготовительный разряд. При подаче постояино,го напряжения на а,нод 6 зажигается основной разряд. На электродах 7 и 8 автоматически устанавливаются потенциалы изолированного электрода в плазме, соответствующие точечкам, в которых расположены электроды, Эти потенциалы могут достигать нескольких десятков вольт относительно потенциала катода и примерно рааны, так как электроды расположены симметрично относительного оси разряда,При включении датчика в схему токи, текущие через сопротдвления 15 и 16, рав 1 ные 1 МОм, и пле ьи переменнопо сопротивления 17 можно скомпенсировать так, что стрелка измерительного прибора 18 будет показывать на ноль. При помещении датчика в магнитное поле произойдет разбаланс плеч и измерительный прибор покажет разность потенциалов на измерительных электродах.Описанный газораэрядный датчик мож,но универсально использовать для измерения больших и малых, постоянных и переменных матнивных полей в условиях повышенных механических и термических воздействий, так как прнменение металлокерамического баллона увеличивает термостойкость конструкцыи до 500 С (стекло размягчается при 300 С). Ударная прочность проиборов с металло- керамической оболочкой достигает при ускоряющем воздействии 1500 м/с 10 кГЦ (у стеклянных - 4 кГц),Вибропрочность при ускоряющем воздействии 1500 м/с - 25 кГц (у стеклянных - 2 ЖГц).786529 4 Наличие подготовительнопо разряда стабилизирует потенциал зажигания газо- разрядного датчика.Конструкция;катода исключает интенсивное распыление материала катода, на стенки объемагде торит основной разряд. Формула изобретения 1. Газоразрядный датчик с эффектом 10 узкой трубки для измерения постоянных и переменных мапнитных полей, содержащий наполненную тазом колбу с размещенными в ней анодом, катодом и двумя регистрирувщими электродами, каждый из которых выполнен в виде металлических стержней, расположенных параллельно продольной оси колбы, а,конницы регистрирующих электродов размещены,в одной ллоскости, перпендикулярной,продольной оси колбы, отлич а ющийся тем, что, с целью повышения надежности, стабильности потенциала,зажигания датщвка за счет снижения жестчения газа и инерционности прибора, в нем анод и катод размещены соосно 25 напротив друг друга, а между ними введен дополнительный анод, выполненный в виде металлической шайбы с центральным отверстием, лричем диаметр отверстия соответствует диаметру катода, а анод и кзмерителыные электроды расположены ком:планцрно ,по одну сторону относительно дополнительного анода.2. Датчик по п. 1, отлич а ю щучий ся тем, что, с целью повышения механической и термической прочности, баллон газоразрядного датчика выполнен в виде металлокерамической конструкции, содержащей керамический стакан с закрепленными в дне стержневым анодом и измерительными электродами, дополнительный кольцевой анод, керамическую шайбу и металлическое основание, соединенные между собой посредством пайки, катод выполнен в виде металлического цилиндра, помещенного в отверстие керамичеакой шайбы н соединенного с металлическим основанием,Источннки информация, принятые во внимание при экспертизе:1. Афанасьев Ю, В. и др., Магнитометрические дреобразователи, приборы, установки, Л Энергия, 1972, с. 78.2. Авторское свидетельство СССР по заявке2381964/25, кл. 6 01 К 19/00, 1976 (прототвп).Корректор С. фай Редактор Л. Письман писное крытий Харьк. фил, пред, Патент Заказ 250/168 Изд.117 Тираж 719НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5