Наряду с одиночными зондами применяют также двойные и тройные зонды. Например, одиночный зонд не может быть использован при исследовании безэлектродного разряда. Тогда применяют двойной зонд, электрическая схема которого показана на рисунке 4.10-11.4.
На рисунке 4.10-11.5. приведена вольтамперная характеристика двойного зонда. Расчет электронной температуры в этом случае производится по формуле
(4.10-11.4.)
где е — элементарный заряд, k — постоянная Больцмана.
Созданы
специальные приборы плазмографы (характериографы), которые регистрируют
зондовую вольтамперную характеристику на экране электронно-лучевого осциллографа.
Некоторые плазмографы производят логарифмирование и регистрируют вольтамперную
характеристику сразу в полулогарифмических координатах. Обработку зондовых
характеристик можно автоматизировать с помощью измерительно-вычислительных систем
с ЭВМ.
В связи с исследованиями ЭРД и магнитогазодинамических преобразователей весьма актуальным стал вопрос о зондовых измерениях параметров движущейся плазмы. Учет направленного движения плазмы необходим также при зондовых исследованиях в комическом пространстве, осуществляемых, например, с помощью ИСЗ.
4.10-11.3.2. Магнитные зонды.
В простейшем случае магнитный зонд представляет собою небольшую проволочную петлю, которая находится в определенной области плазмы. Переменное магнитное поле плазмы индуцирует в петле ток, который регистрируется осциллографом. Зная магнитное поле, можно, используя законы электродинамики, рассчитать распределение токов в плазме.
Магнитные
индуктивные зонды представляют собою миниатюрные катушки, которые
имеют заземленный электростатический экран (для устранения емкостной связи между
плазмой и катушкой), а также оболочку из изолирующего материала для того, чтобы
изолировать зонд от плазмы и предохранить его от разрушения горячей плазмой.
Магнитные зонды могут быть неподвижными или подвижными.
На рисунке 4.10-11.6. приведена блок-схема измерений индуктивным магнитным зондом. Для снижения уровня электрических наводок применяют коаксиальные кабели с малым волновым сопротивлением. Чтобы не было отражений сигнала, кабель на входе в осциллограф нагружен омическим сопротивлением.
В магнитогальванических зондах используются эффекты возрастания сопротивления проводника (магнитосопротивления) и появления разности потенциалов (напряжение Холла). Магнитосопротивления изготавливают из висмутовой проволоки или полупроводниковых материалов.
При использовании магнитных зондов надо учитывать, что они вносят искажения в исследуемую плазму (магнитогидродинамические эффекты и локальное охлаждение плазмы).
4.10-11.3.3. Зонды для измерения тока.
Вокруг линий тока создается вихревое магнитное поле. Это позволяет провести измерение плотности тока с помощью зонда называемого поясом Роговского. Пояс Роговского представляет собою миниатюрную катушку, ось которой — окружность. В катушке зонда под действием вихревого магнитного поля индуцируется ток, значение которого зависит от измеряемого тока. Пояс Роговского может быть использован и для изменения тока, протекающего по проводнику (как это показано на рисунке 4.10-11.6).
4.10-11.4. Корпускулярные методы исследования плазмы.
Методы корпускулярной диагностики основаны на анализе параметров частиц исследуемой плазмы (так называемая пассивная корпускулярная диагностика) или на изучении взаимодействия с исследуемой плазмой внешних пучков частиц (активная корпускулярная диагностика), которые могут состоять из нейтральных или заряженных частиц.
Методы пассивной корпускулярной диагностики позволяют определять энергетический и массовый спектр частиц плазмы, их плотность, а также потенциал пространства. Энергетический спектр характеризует распределение частиц по энергиям, а массовый анализ позволяет установить состав плазмы. Для измерения энергетического спектра ионов применяют многоэлектродные зонды, а для массового анализа атомного пучка — пролетные спектрометры с магнитными анализаторами.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.