本实用新型专利技术涉及一种大气环境等离子体密度诊断探板，由收集板、收集板支架、屏蔽电缆、皮安计、直流电源、计算机组成，收集板安装在收集板支架上，用于收集等离子体中的电子，收集板通过电缆与皮安计、直流电源连接，通过计算机实时处理测试数据。本实用新型专利技术的收集板为圆形平板，一个收集板支架上安装两个圆形平板。本实用新型专利技术通过采用圆形平板作为收集极，增大了等离子体与收集板的接触面积，使得收集电流显著增大，减小了干扰噪声的影响。本实用新型专利技术具有结构简单、使用方便、易于测量低密度等离子体参数等优点，可应用于大气压或亚大气压条件下低密度等离子体参数的诊断测试。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于等离子体诊断
，涉及大气压或亚大气压等离子体放电，具体是一种等离子体参数诊断仪器，可用于大气压或亚大气压等离子体的电子密度和电子温度的诊断测试。
技术介绍
等离子体诊断测试分接触式诊断和非接触式诊断。常用的接触式诊断方法为采用探针进行等离子体的参数诊断，该探针的结构一般为针状。根据测试原理，探针测试电流与探针尖端的表面积有关，由于探针的表面积较小，导致探针测试电流很小，因此其适用于高密度等离子体的测量。但在研究大气压或亚大气压等离子体时，等离子体密度通常较低，且处于动态的背景气体中，导致现有的探针很难测量得到可用的数据。所以，现有探针很难适用于大气压或亚大气压等离子体的参数诊断。
技术实现思路
本技术提供一种可用于大气环境等离子体密度诊断的探板。该探板通过采用圆形平板状收集板，增大了收集电流，从而解决了大气环境中低密度等离子体的诊断难题。本技术的技术解决方案为:本技术所提供的大气环境等离子体密度诊断探板，包括皮安计，直流电源、计算机，其特殊之处在于:还包括收集板、收集板支架及屏蔽电缆，所述收集板安装在收集板支架上，屏蔽电缆一端通过支架内部的孔与收集板连接，另一端串联皮安计，皮安计再与直流电源连接，皮安计和直流电源通过控制总线与计算机连接。上述收集板为圆形平板。上述收集板由不锈钢或无氧铜板制成。上述收集板支架上安装2个收集板。上述2个收集板平行设置。上述收集板支架由绝缘性能良好、溅射率低的陶瓷材料制成。 上述收集板为直径30?50mm，厚度0.5mm的圆形平板。上述收集板的直径为50mm，在直径为40mm的分度圆上的任意位置，钻直径为3mm的孔，作为收集板的接线孔。上述收集板支架分为支杆和垂直于支杆的支杆头，所述支杆外径为10mm，所述支杆内部沿轴向设置有孔，孔的大小以方便安装屏蔽电缆为宜;所述支杆头沿轴向设置有内孔，支杆头外径为16mm，内孔直径为12mm ；支杆头侧壁开2个槽，槽宽比收集板厚度大0.1mm，以便于安装收集板，两个槽间距不小于10_。上述收集板上施加的扫描电压为-100?100V。本发技术的原理是:放入等离子体中的收集板表面附近会形成等离子体鞘层，建立悬浮电位，进而在收集板表面形成动态、且平衡的离子和电子流;通过给收集板施加扫描电压，从而改变收集板的悬浮电位，破坏收集板表面已经平衡的离子和电子流，收集板收集到由于粒子流差异引起的电流;通过精确测量该电流，并建立电流与扫描电压的关系，利用等离子体鞘层理论，进一步得到等离子体的参数。具有上述结构特征的本技术与现有技术相比具有如下优点:1、通过采用圆形平板作为收集板，与传统探针相比极大的增加了收集面积，增大了探板的收集电流，从而可以对低密度等离子体进行诊断；2、采用了双收集板的结构形式，因此可以很好的抑制收集电流信号的噪声，增强信噪比；3、采用了宽范围(-100?100V)的动态电压扫描，增强了抑制离子的能力，提高了对微小电流的收集能力，扩展了收集板的诊断量程。【附图说明】图1为本技术的大气环境等离子体密度诊断收集板的系统图；图2为本技术的收集板及支架的剖视图；图3为本技术的收集板及支架的俯视图。其中附图标记为:1-收集板，2-收集板支架，21-支杆，22-支杆头，3_屏蔽电缆，4_皮安计，5-直流电源，6-计算机，7-控制总线。【具体实施方式】本技术提出的等离子体密度诊断探板是接触式诊断的一种。如图1所示，本技术的大气环境等离子体密度诊断探板由收集板1、收集板支架2、屏蔽电缆3、皮安计4、直流电源5和计算机6组成。采用不锈钢或无氧铜材料，制作成直径50mm，厚度0.5mm的圆形平板，作为收集板。在直径为40mm的分度圆上的任意位置，钻直径为3mm的孔，作为收集板的接线孔，并将其安装在支架上，连接屏蔽电缆。电缆另一端串联皮安计，并将电缆连接在直流电与的正、负两端。皮安计和直流电源通过控制总线与计算机连接。如图2、图3所示为收集板及收集板支架。收集板支架采用绝缘性能良好的陶瓷材料制成，收集板支架分为支杆21和支杆头22。支杆外径为10mm，内部为孔，孔的大小以方便安装屏蔽电缆为宜，一般选为5?8mm。支杆头内部为孔，内孔直径为12mm，外径为16mm。支杆头侧壁开2个槽，槽宽较收集板厚度大0.1mm，以便于安装收集板，两个槽间距不小于10mm。如图1，在收集板上施加扫描电压-100?100V，通过皮安计实时监测收集电流。根据等离子体的不同，收集电流不同。对于试验采用的大气环境等离子体(气压lOlkPa，气体温度293K，激励功率9.75kff)，收集电流为5?ΙΟΟμΑ。采用碰撞鞘层理论，可进一步得到电子密度范围19?10ncm-3o【主权项】1.大气环境等离子体密度诊断探板，包括皮安计(4)、直流电源(5)、计算机(6)，其特征在于: 还包括收集板(I)、收集板支架(2)及屏蔽电缆(3)，所述收集板(I)安装在收集板支架(2)上，屏蔽电缆(3)—端通过支架内部的孔与收集板(I)连接，另一端串联皮安计(4)，皮安计再与直流电源(5)连接，皮安计和直流电源通过控制总线与计算机(6)连接。2.根据权利要求1所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:收集板(I)为圆形平板。3.根据权利要求2所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:收集板(I)由不锈钢或无氧铜板制成。4.根据权利要求1所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:收集板支架(2)上安装2个收集板(I)。5.根据权利要求4所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:2个收集板(I)平行设置。6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:所述收集板支架(2)由绝缘性能良好、溅射率低的陶瓷材料制成。7.根据权利要求6所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:所述收集板为直径30?50mm，厚度0.5mm的圆形平板。8.根据权利要求6所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于: 所述收集板的直径为50mm，在直径为40mm的分度圆上的任意位置，钻直径为3mm的孔，作为收集板的接线孔。9.根据权利要求8所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:所述收集板支架分为支杆和垂直于支杆的支杆头，所述支杆外径为I Omm，所述支杆内部沿轴向设置有孔，孔的大小以方便安装屏蔽电缆为宜;所述支杆头沿轴向设置有内孔，支杆头外径为16mm，内孔直径为12mm;支杆头侧壁开2个槽，槽宽比收集板厚度大0.1mm，以便于安装收集板，两个槽间距不小于10mm。10.根据权利要求9所述的大气环境等离子体密度诊断探板，其特征在于:所述收集板上施加的扫描电压-100?100V。【专利摘要】本技术涉及一种大气环境等离子体密度诊断探板，由收集板、收集板支架、屏蔽电缆、皮安计、直流电源、计算机组成，收集板安装在收集板支架上，用于收集等离子体中的电子，收集板通过电缆与皮安计、直流电源连接，通过计算机实时处理测试数据。本技术的收集板为圆形平板，一个收集板支架上安装两个圆形平板。本技术通过采用圆形平板作为收集极，增大了等离子体与收集板的接触面积，使得收集电流显著增大，减小本文档来自技高网...
【技术保护点】
大气环境等离子体密度诊断探板，包括皮安计(4)、直流电源(5)、计算机(6)，其特征在于：还包括收集板(1)、收集板支架(2)及屏蔽电缆(3)，所述收集板(1)安装在收集板支架(2)上，屏蔽电缆(3)一端通过支架内部的孔与收集板(1)连接，另一端串联皮安计(4)，皮安计再与直流电源(5)连接，皮安计和直流电源通过控制总线与计算机(6)连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邓永锋，孙斌，方吉汉，范威，赵杨，余虔，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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