Источник низкотемпературной плазмы

Источник низкотемпературной плазмы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И СА Н И

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 12Х.1969 (№ 1334045)26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 08.II.1973. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 21.1V.1973

Комитет по делам иаобрвтеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И. Г. Григорьев, Н. М. Фролов и С. А. Потехин

Заявитель

ИСТОЧНИК НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ

Изобретение относится к источникам низкотемпературной плазмы индукционного типа, в частности к таким, которые могут применяться при спектральном анализе газов в качестве атомизаторов и источников возбуждения атомных спектров элементов.

В настоящее время для получения плазменной струи используют различные устройства, при помощи которых получают плазму с сильно различающимися термодинамическими и электродинамическими характеристиками.

Требования, предъявляемые к источникам плазмы, отпределяются областью их применения.

Источники низкотемпературной плазмы для спектрального анализа газов предназначены для создания плазмы, не загрязненной материалами электродов, с температурой порядка 4000 — 5000 С, причем форма плазменной струи должна быть близкой к форме газового пламени, применяемого при спектральном анализе по методу фотометрии пламени.

Такие источники содержат диэлектрическую разрядную трубку, камеру для подачи газа, закрывающую один из концов трубки и приспособленную для подачи в трубку ламинарного потока рабочего газа, подлежащего анализу, высокочастотный генератор и средства для подвода к трубке высокочастотной мощности, выполненные в виде индуктора особой формы, в частности с плоской намоткой.

Однако в известных источниках низкотемпературной плазмы для получения струи удов5 летворительной формы необходимо использовать мощные турбулентные потоки рабочего газа, что увеличивает его расход.

Цель изобретения — получение плазменной струи, близкой по форме к пламени химпчес10 кой ropeëêï при малых расходах рабочего газа.

Для этого в предлагаемом источнике плазмы средства для подвода высокочастотной мощности выполнены в виде охлаждаемого

15 хладагентом замкнутого кольца, расположенного вокруг разрядной трубки и соединенного с выходом генератора. При этом реализуется одноэлектродная разрядная система. Физически вторым электродом являются окружаю20 щие источник заземленные предметы. в том числе корпус (экран) генератора с несимметричным выходом. Необходимо, чтобы прп работе источника как внутри разрядной трубки, так и вне ее в непосредственной близости от

25 ее стенок не находились какие-либо проводящие элементы, на которых может концентрироваться электрическое поле (как например, в известных двухэлектродных устройствах с Еразрядом), Конструктивные особенности пред30 лагаемого источника плазмы приводят к не303737

50 обходиггостгг использования х.гадагегп а, ги пример воды, для теплоотвода от кольца прилегающих к нему частей разрядной трубки. При отсутствии охлаждения плазменная струя может быть загрязнена элемеHòàìè, содержащимися в разрядной трубке, например кварцевой; возможно также разрушение трубки.

Для упрощения системы охлаждения выходной контур генератора и электрическое соединение его с кольцом выполнены из двух параллельных приводящих трубок, концы которых помещены в месте заземления контура генератора и соединены со средствами для подвода и отвода хладагента. Такое конструктивное выполнение контура и соединения позволяет использовать в качестве хладагента жидкости с большой проводимостью, например техническую воду.

На чертеже изображен предлагаемый источник низкотемпературной плазмы.

Кварцевая разрядная трубка 1 состоит из двух спаянных труб разных диаметров. Узкая часть разрядной трубки представляет собой отрезок кварцевой трубы с внутренним диаметром 25 — 30 лглп На верхний ее конец напаяна юбочка 2 из отрезка кварцевой трубы. Зазор между юбочкой и трубой составляет примерно 3 лглг. K спаю трубы малого диаметра и юбочки прппаивается кварцевая труба с внутренним диаметром около 40 лглг.

Разрядное кольцо 3 выполнено вместе с кожухом 4. Внутренний диаметр разрядного кольца примерно на 2 лглг больше наружного диаметра охватываемой им трубы. Зазор между ними необходим для прохо>кдения хладагента.

На выступающую часть разрядного кольца надет тонкостенный цилиндр б пз фторопласта. Кожух 4 надевают на трубу малого диаметра и юбочку, а места соединений уплотняют уплотнителями б. В кожухе предусмотрена циркуляция охлаждающей жидкости, направление которой указано стрелками.

В качестве генератора высокой частоты можно использовать промышленный генератор, например типа ЛГД-10Л, с колебательным анодным контуром, выполненным по схеме параллельного резонанса. Частота, генерируемая генератором, определяется пндуктивностью катушки 7 анодного контура, собственной емкосгью этой катушки, емкосггяо лампы и монтажа.

Внутри катушки 7 помещается катушка связи 8. Ее индуктивность в 12 — 15 раз больше индуктивности выходной катушки 9 контура

10, изготовленной из медной трубы. Заземлен этот контур через средний виток катушки 9.

По наружному диаметру витков выходной катушки 9 припаяна тонкостенная латунная трубка с наружным диаметром 4 — 5 лглг, чтобы осуществить выход и вход охлаждающей жидкости у места заземления катушки 9. жидкость попадает в тонкую трубку в точке заземления катушки 9, по катушке спускается в нижнюю ее часть, где входит в основную трубку. Далее жидкость поднимается до верхнего конца катушки и по соединительному трубопроводу направляется к кольц на разрядной трубке. Возвращаясь»о второму трубопроводу, жидкость у верхнего конца катушки 9 входит в тонкую трубку, огибающую витки катушки от верхнего конца до заземленной точки, а затем уходит во внешнюю сеть.

Рабочий газ подается в нижний конец кварцевой разрядной трубки 1.

Предмет изобретения

1. Источник низкотемпературной плазмы, содержащий диэлектрическую разрядную трубку, камеру для подачи газа, закрывающую один из концов трубки и приспособленную для подачи в трубку ламинарного потока рабочего газа, средства для подвода к трубке высокочастотной мощности и высокочастотный двухконтурный генератор с несимметричным выходом, отличаюигиггся тем, что, с целью получения плазменной струи, близкой по форме к пламени химической горелки, средства для подвода мощности выполнены в виде охлаждаемого хладагентом замкнутого кольца, расположенного вокруг разрядной трубки и соединенного с выходом генератора.

2. Источник низкотемпературной плазмы IIO и. 1, отличаюгггийся тем, что, с целью упрощения системы охлаждения, выходной контур генератора и соединение его с кольцом Bhlполнены из двух электрически параллельных трубок, концы которых помещены в месте заземления контура генератора и соединены со средствами подвода и отвода хладагента.

303737

Редактор Т. Орловская

Заказ !082/) Изд. Хо 1259 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета ио делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Буряк

Техред 3. Тараненко

Корректоры: А. Дзесова и E. Михеева