Управляемый газонаполненный разрядник

) УПРАВЛЯЕМЫЙ ГАЗОНАПОЛНЕНН РЯДНИ т О его Изобретение относится к импульснойехнике и может быть использовано,например, в осциллографических схемах формирования высоковольтных насосекундных импульсов, в высокоскоростной фотографии, в схемах Формирования ультракоротких световых импульсов квантовых генераторовИзвестны управляемые разрядники тригатронного типа, в которых для поджига используется разряд в твердом диэлектрике, содержащие два основных электрода и один управляющий с диэлектрической втулкой из оргстекла или керамики, размещенный со" осно в отверстии заземленного электрода, причем цилиндрическая втулка, размещенная на управляющем электроде, выступает в разрядный промежуток 11.Недостатками известных разрядников являются высокий порог запуска, большое время срабатывания Н большо время коммутации основного разрядно промежутка. 2Известен также трехэлектродный разрядник, содержащий два основных электрода и стержневой управляющий электрод, размещенный соосно в отверстии охватывающего его основного электрода, причем в основном электро де, расположенном против торца управ ляющего электрода, выполнено углублениена части торцовой поверхности, обращенной к разрядному промежутку, что расширяет диапазон рабочих напряжений 21.Недостатки известного разрядника составляют высокий порог запуска, большое время срабатывания разрядника, значительное время коммутации основного промежутка и недостаточная точность включения.Наиболее близким к предлагаемому является управляемый разрядник, использующий для поджига скользящий разряд по керамике с высокой диэлектрической проиицаемостью, содержащий установленные в корпусе аксиальнорасположенные высоковольтный электрод и полый заземленный электрод, выполненный с воронкообразным от" верстием на рабочем торце, внутри которого установлен управляющий электрод с керамическим наконечником, прижатым ко внутренней кромке отверстия заземленного электрода. Снаружи электроды заканчиваются резьбой, обеспечивающей удобное крепление разрядника. Управляющий электрод расположен внутри заземленного элект" рода. Он состоит из медной трубки, наконечника с припаянной к нему пластинкой из керамики с высокой диэлектрической постоянной (Е - 1000) . поверхность керамической пластинки прижата к краям воронкообразного отверстия, электрод крепится на изоляторе из фторопласта. Откачка и наполнение разрядника производится через отверстие в высоковольтном электроде ЗД .Такой разрядник имеет большое время срабатывания, недостаточную стабильность времени срабатывания и большое время коммутации основного промежутка. Полученный сравнительно невысокий порог срабатывания недостижим при давлениях выше одной атмосферы.Цель изобретения - улучшение разрядных характеристик, таких как порог запуска, время срабатывания, точность включения, время коммутацииосновного промежутка.Укаэанная цель достигается тем,что в управляемом газонаполненном разряднике, содержащем установленныев корпусе высоковольтный электрод и полый заземленный электрод, выполненный с воронкообразным отверстиемна рабочем торце, внутри которогоустановлен управляющий электрод скерамическим наконечником, прижатымк внутренней кромке отверстия зазем-.ленного электрода, керамический наконечник выполнен с конической боковой поверхностью и углублением на торце и выступает в воронкообразноеотверстие заземленного электрода, а высоковольтный электрод выполнен суглублением на рабочем торце.Наличие конической поверхности у керамического наконечника в месте контакта керамики с острой кромкой заземленного электрода делает более эффективной подсветку фотонами основного разрядного промежутка. Углуб 86121 205 10 15 25 30 Э 5 40 45 50 55 4ление в торце керамического наконечника позволяет устранить самопроизвольные пробои между высоковольтным электродом и наконечником и подобрать оптимальную конфигурацию электрического поля в разрядном промежутке.На чертеже представлен управляемый коаксиальный разрядник, общий вид,Управляющий электрод 1 размещен соосно с заземленным 2 и высоковольтным 3 электродами. Высоковольтный электрод 3 имеет углубление на торце со стороны разрядного промежутка.Корпус 4 образует с высоковольтным электродом 3 коаксиальную линию с необходимым волновым сопротивлением. Заземленный электрод 2 со стороны разрядного промежутка выполнен с воронкообразным отверстием. На управляющем электродезакреплен керамический наконечник 5, боковая поверхность которого вблизи разрядного промежутка сделана конической, а торец выполнен с углублением со стороны разрядного промежутка. Наконечник 5 выступает в разрядный промежуток в пределах воронкообразного отверстия в заземленном электроде 2. Разрядник заполнен азотом или водородом. Воронкообразное отверстие имеет заостренную внутрь острую кромку.Разрядник работает следующим образом.При подаче управляющего импульса положительной полярности с длительностью не более десяти наносекунд на управляющий электрод 1 между ним и острыми кромками отверстия заземленного электрода 2 возникает скользящий разряд по поверхности наконечника 5. Этот разряд инициируется электронами, появляющимися при автоэлектронной эмиссии в результате усиления электрического поля в микро- зазорах между острой кромкой заземленного электрода и керамикойНа острие, касающемся поверхности керамического наконечника, напряженность электрического поля может превышать 10 В/см. В таких высокихполях кроме автоэлектронной эмиссии имеет место взрыв микровыступов на острие и поверхности диэлектрика с образованием плотной плазмы. Контакт плазмы с катодом приводит к дальнейшему усилению эмиссии электронов и ускорению разряда, а также сокращению времени срабатывания. Появление разряда в управляющем промежут88 Формула изобретения ке сопровождается испусканием фотонов света, стимулирующих (инициируощих) пробой основного промежутка,Для более эффективной подсветки основного разрядного промежутка боковая поверхность керамического наконечника 5.сделана конической. Этой же цели. служит углубление в заземленном электроде 2. В сочетании с использованием в качестве материала для наконечника керамики с высокой диэлектрической проницаемостьюЕ 2000 это позволяет существенно снизить порог запуска и уменьшить время срабатывания и коммутации основного,разрядного промежутка, Для того, чтобы устранить самопроизволь" ные пробои между высоковольтным электродом,3 и наконечником 5, в торце наконечника и в высоковольт ном электроде со стороны разрядного промежутка выполнены углубления. Кроме того, подбором величины углуб- лений в наконечнике можно добиться оптимальной конфигурации электрического поля в разрядном промежутке, что также улучшает характеристики разрядника. Для того, чтобы увеличить точность включения разрядника, диаметры воронкообразного отверстия в заземленном электроде и углубления в высоковольтном электроде выбраны рав" ными.Испытания лабораторного образца разрядника показывают, что порог за" пуска больше или равен 240 В, время срабатывания равно 5-7 нс, время коммутации основного разрядного промЬ- жутка примерно равно 0,9 нс, а точность включения разрядника. равна +1 нс.Таким образом, предлагаемый раз.рядник имеет в 1,5 раза более низкий 61 21 бпорог запуска при давлении газа в ра,бочем объеме в 5-6 раз большем, чем в известном разряднике. Время срабатывания, его стабильность, время коммутации высоковольтного промежутка в 10 раз меньше, чем у известного устройства. Срок службы разрядника превышает 21 О срабатываний. Управляемый газонаполненный разрядник, содержащий установленные в 1 у корпусе аксиально расположенные высоковольтный электрод и полый заземленный электрод, выполненный с воронкообразным отверстием на рабочем торце, внутри которого установленуправляющий электрод с керамическимнаконечником, прижатым ко внутреннейкромке отверстия заземленного элект- .рода, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения разрядныххарактеристик, керамический наконеч"ник выполнен с конической боковойповерхностью и углублением на торцеи выступает в воронкообразное отверстие заземленного электрода, а высоковольтный электрод выполнен суглублением на рабочем торце..Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коршунов Г.С. и др. Управляе"ф мый искровой разрядник. - ПТЭ, 1914,Мф 4, с. 92.2. Авторское свидетельство СССРФ 784606, кл. Н 01 Т 3/00, 1978.3. Городинский Г,М. Разрядникдля искровой камеры, управляемыйимпульсом малой амплитуды. " ПТЭ,1967, Иф 2, с. 68.