I. Распространённость электрических зондов и основные требования к ним.
Зондовая методика определения параметров плазмы является наиболее распространенной и хорошо изученной областью диагностики. Основным инструментом зондовых измерений является зонд, который обычно вводится в область исследования плазмы. В настоящее время существуют два вида зондов: электрические и магнитные.
К достоинствам зондовой диагностики относятся простота конструкции и измерительной аппаратуры, возможность определения локальных параметров плазмы. Основным недостатком зондовой методики является наличие внешних возмущений, вносимых в плазму, которые отражаются на точности измерений параметров. Магнитные зонды по своей природе могут применяться только в нестационарных импульсных системах. Однако это обстоятельство не является серьезным ограничением, так как стационарных систем, в которых распределение поля в значительной степени определялось бы токами плазмы, реально не существует. Несмотря на трудности, возникающие при зондовых измерениях в горячей замагниченной плазме, этот метод сохраняет свое значение среди контактных способов диагностики благодаря получению обширной информации о параметрах исследуемых объектов.
В этом разделе рассматривается методика определения основных параметров плазмы с помощью одиночного электрического зонда, указаны условия применимости электрических зондов, описана типичная схема магнитного зондирования плазмы и приводится методика измерения напряженности магнитного поля.
|
|
|
Способ определения параметров плазмы с помощью электрических зондов впервые предложен Ленгмюром1924 году. Зондом называют металлический электрод небольших размеров, помещенный в плазму. Схема подключения зонда изображена на рисунке 4. Зонд подключается к опорному электроду, который является анодом или катодом разрядного промежутка.
Зонд, находящиеся в соприкосновении с плазмой, из-за попадания на его поверхность заряженных частиц, имеет потенциал, отличающийся от потенциала плазмы в данной точке. Поэтому, если подключить к зонду электростатический вольтметр или электрометр, то он дает искаженную информацию о потенциале плазмы. Однако, исследование вольтамперной характеристики на зонд является более эффективным методом определения локального потенциала плазмы, концентрации и температуры заряженных частиц по сравнению с не посредственным вычислением этих параметров.
Теория электрических зондов построена на следующих допущениях:
а) Плазма неограниченна, однородна и в отсутствие зонда квазинейтральна
б) электроны и ионы имеют макссвелловские распределения по скоростям движения, характеризующимся соответственно температурами Те и Тi , причем Тi << Те
|
|
|
в) каждая частица, при столкновении с поверхностью зонда поглощается им (отсутствует отражение частиц
Рис. 4 Схема подключения зонда
|
|
|
|
|
г) область, прилегающая к поверхности зонда, ограничена слоем избыточного пространственного заряда, толщина которого мала по сравнению с размерами зонда.
д) внутри слоя пространственного заряда частица движется без столкновений.
В дальнейшем теория электрических зондов развивалась многими учеными-исследователями. В настоящее время разработаны теории зондовой методики для таких ситуаций, при которых вышеперечисленные допущения несправедливы
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 279; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!