用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，包括探針主體與探針支撐。探針主體中，使用直徑為0.1mm，含量2％的釷鎢絲作為發(fā)射探針材料，釷鎢絲彎曲成U型，釷鎢絲尾部與銅導線焊接，銅導線尾部與屏蔽同軸電纜線的中心信號線焊接在一起，屏蔽同軸電纜線的中心信號線作為信號傳輸線并包覆以多層絕緣隔熱防護材料。探針主體通過彎折成倒L形狀的管狀探針支撐進行支撐，支撐結構螺紋連接在空間定位裝置上。本發(fā)明提供的探針結構體積小、傳輸信號的信噪比高、耐熱性高、穩(wěn)定性好、空間定位便捷、重復定位誤差小，適用于多種等離子體環(huán)境下等離子體特性參數(shù)空間分布的快速、準確測量，廣泛適用于等離子體的科學研究及工業(yè)應用。
【專利說明】用于等離子體空間電位診斷的Langmui r發(fā)射探針

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于等離子體診斷【技術領域】，涉及一種接觸式診斷方法，具體地說，是指一 種用于等離子體空間電位診斷的 Lansmuir&射探針，不僅可以應用在冷等離子體中，如輝 光放電等離子體、電暈放電等離子體等；尤其適用于熱等離子體中，如電弧等離子體、燃燒 等離子體等。

【背景技術】
[0002] 等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，是一種由自由電子和帶電離子為主要成分的物質(zhì)形 態(tài)。按等離子體溫度，等離子體分為：
[0003] (1)高溫等離子體：完全電離、電子溫度和氣體溫度極高的等離子體，如太陽、受 控熱核聚變等離子體等。
[0004] (2)低溫等離子體：部分電離、電子溫度較高的等離子體，又分為以下兩類：
[0005] a、熱等離子體：氣體溫度較高的等離子體，如電弧、高頻和燃燒等離子體等。
[0006] b、冷等離子體：氣體溫度較低的等離子體，如輝光放電、電暈放電等離子體等。
[0007] 等離子體作為物質(zhì)的一種形態(tài)，不論其存在于自然界，還是在實驗室產(chǎn)生，人們總 希望能測定它的各種性質(zhì)，以便與理論進行比較，掌握其運動規(guī)律。人們常常把對等離子體 各種性質(zhì)的測定和分析稱為"診斷"。等離子體性質(zhì)參數(shù)主要有：電子溫度、等離子體粒子 密度、等離子體粒子速度、等離子體電位及污染診斷等。等離子體參數(shù)診斷方法分為接觸式 和非接觸式兩種，接觸式診斷方法需要將實驗感應元件浸入到等離子體中，如Langmuir探 針、法拉第探針等：而非接觸式診斷方法則不需要，如輻射光譜法、激光誘導熒光法等。等離 子體的測量參數(shù)及測量方法見表1。
[0008]

【權利要求】
1. 用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，其特征在于：包括探針主體與探 針支撐；其中，探針主體包括雙孔陶瓷管、釷鎢絲和銅導線；雙孔陶瓷管具有相對軸線對稱 開設的兩條穿線通道；釷鎢絲外徑為〇. 1mm，釷含量為2% ;釷鎢絲彎曲成U型，兩端分別與 兩根銅導線焊接。兩根銅導線連帶頭部的釷鎢絲分別由雙孔陶瓷管前端伸入兩條穿線通道 內(nèi)，使兩根銅導線由雙孔陶瓷管后端伸出穿線通道，釷鎢絲端部位于穿線通道內(nèi)；兩根銅導 線與兩根屏蔽同軸電纜線的中心信號線焊接；在兩根銅導線與屏蔽同軸電纜線的中心信號 線焊接點外層均包覆有熱縮管；熱縮管外部還包覆有防高溫絕熱層； 所述探針支撐采用倒L型結構管狀，內(nèi)部作為屏蔽同軸電纜線的走線通道；探針主體 中雙孔陶瓷管后端插入探針支撐安裝端內(nèi)部固定。探針支撐固定端固定安裝在水平面上， 使探針主體軸線與水平面平行；探針主體所連接的兩根屏蔽同軸電纜線由探針支撐的安裝 端穿入探針支撐內(nèi)部，由靠近探針支撐的固定端處側(cè)壁上開設的穿出孔穿出，與等離子體 裝置中設置于真空艙外部的電路系統(tǒng)連接； 上述探針支撐安裝在電控位移臺中的執(zhí)行機構上，通過電控位移臺實現(xiàn)探針主體的空 間位置調(diào)整。
2. 如權利要求1所述用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，其特征在于： 所述雙孔陶瓷管的兩條穿線通道前端與釷鎢絲間通過高溫密封膠密封。
3. 如權利要求1所述用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，其特征在于： 所述熱縮管一端分別與雙孔陶瓷管端面接觸，另一端與屏蔽同軸電纜線閉合，并延伸到至 少包覆屏蔽同軸電纜線的外層金屬屏蔽皮。
4. 如權利要求1所述用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，其特征在于： 所述防高溫絕熱層一端與雙孔陶瓷管接觸，另一端懸空，延伸到至少包覆位于真空艙內(nèi)部 的屏蔽同軸電纜。
5. 如權利要求1所述用于等離子體空間電位診斷的Langmuir發(fā)射探針，其特征在于： 所述探針主體與探針支撐安裝端端部部設計有不銹鋼管，不銹鋼管后半部伸入探針支撐安 裝端；并通過固定組件，實現(xiàn)探針主體與探針支撐件的穩(wěn)固連接，具體為：不銹鋼管套在雙 孔陶瓷管外側(cè)，不銹鋼管后半部伸入探針支撐安裝端；固定組件包括緊固螺母A、緊固轉(zhuǎn)接 件、緊固螺母B ;緊固螺母A套在不銹鋼管上，周向上通過頂緊卡套將緊固螺母A與不銹鋼 管頂緊固定；緊固轉(zhuǎn)接件具有大內(nèi)徑段與小內(nèi)徑段，大內(nèi)徑段內(nèi)徑與探針支撐外徑相等，套 在探針支撐安裝端上，小內(nèi)徑段與不銹鋼管外徑相等，套在不銹鋼管上；緊固螺母B套在探 針支撐安裝端上，周向上通過頂緊卡套將緊固螺母B與探針支撐頂緊固定；緊固螺母A與緊 固轉(zhuǎn)接件中小內(nèi)徑段端部間螺紋配合固定；緊固螺母B與緊固轉(zhuǎn)接件中大內(nèi)徑段端部間螺 紋配合固定；且使緊固轉(zhuǎn)接件中大內(nèi)徑段與小內(nèi)徑段間形成的環(huán)形臺肩，與探針支撐安裝 端端面配合。
6. 根據(jù)權利要求1所述的用于等離子體診斷的Langmuir探針，其特征是：上述探針主 體相對于探針支撐的固定端，垂直距離設計為〇. 5m，且距離探針支撐中堅直部分的水平距 離為0. 5m。
【文檔編號】H05H1/00GK104244555SQ201410514109
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】湯海濱, 張尊, 章喆, 孔夢迪 申請人:北京航空航天大學