Зондовая диагностика плотной плазмы самостоятельного и несамостоятельного разрядов с применением модуляции потенциала зонда

• Автор: Прозоров, Евгений Федорович
• Шифр специальности: 01.04.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 157 c. : ил

ГЛАВА I. СТАЦИОНАРНАЯ И КВАЗИСТАЦИОНАРНАЯ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗОНДА В ПЛОТНОЙ ПЛАЗМЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

1.1. Физическая модель и основные уравнения для

зонда в рекомбинационной плазме

1.2. Определение параметров плазмы по зондовым токам

1.3. Вычисление квазистационарного тока на зонды при низкочастотной модуляции зондового потенциала
1.4. Применение низкочастотной модуляции зондового потенциала для определения параметров плазмы

Выводы главы

ГЛАВА 2. ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЗОНДОВ ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ

ПЛАЗМЫ НЕСАМОСТОЯТЕЛЬНОГО РАЗРЯДА

2.1. Уравнения для зондов в плотной плазме с внешним источником ионизации

2.2. Определение параметров плазмы по зондовым токам

2.3. Вычисление зондового тока, формируемого внешним ионизатором в слое
2.4. Применение модуляции потенциала зонда для диагностики плазмы несамостоятельного разряда
Выводы главы
ГЛАВА 3. ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗОНДА ДЛЯ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЫ
3.1. Введение
3.2. Вычисление импеданса плоского зонда в локально-столкновительной плазме

3.3. Импеданс цилиндрического зонда в неизотермической локально-столкновительной плазме
3.4. Вычисление импеданса плоского зонда в несамостоятельном разряде
Выводы главы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ 30НД0ВЫХ МЕТОДИК
4.1. Установка для исследования плазмы несамостоятельного разряда
4.2. Экспериментальные зондовые характеристики.
Сопоставление теории и эксперимента
4.3. Установка для исследования плазмы самостоятельного разряда
4.4. Экспериментальные характеристики зондов с модуляцией потенциала. Сопоставление теоретических и
экспериментальных зависимостей
Выводы главы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ. Таблица I. Результаты решения уравнения
баланса для самостоятельного разряда.
Таблица 2. Результаты решения уравнения
баланса для несамостоятельного разряда
ЛИТЕРАТУРА

Низкотемпературная неравновесная плазма является предметом многочисленных исследований. Интерес к ней вызван возможностью широкого применения в газовых лазерах, плазмохимических реакторах, преобразователях энергии, коммутаторах напряжения и т.д. Успешное применение плазменных объектов невозможно без глубокого понимания и количественного описания происходящих в них процессов. Построение физических моделей, достаточно полно отражающих поведение плазменных систем, основано на знании параметров и констант элементарных процессов. В связи с этим большой интерес и практическую важность представляет развитие методов диагностики плазмы.
В настоящее время для исследования плазмы широко применяется комплекс диагностических методов, которые можно подразделить на две группы - бесконтактные и контактные методы. К первой группе относятся оптическая, спектральная, сверхвысокочастотная и корпускулярная диагностика. Вторая группа включает в себя электрические и магнитные зонды, датчики давления, нагреваемые зонды.
Каждый метод имеет свои возможности и области применимости.
На практике редко удается ограничиться каким-либо одним методом измерения. Наиболее универсальными при этом являются спектральнооптические методы. В то же время они относятся и к наиболее сложным и трудоемким по экспериментальной технике. В некоторых случаях их применение в реальных устройствах оказывается практически невозможным.
Предметом нашего рассмотрения будет метод электрических зондов. К неоспоримым достоинствам зондового метода относятся сравнительная простота реализации, локальность измерений, возможность введения зонда практически в любой исследуемый объект. Следует

тиц. В случае несамостоятельной ионизации они имеют вид:
Плоский зонд, произвольная зависимость V; (Е) :
з-к
(2.6)
-л- ^-ОГг^т-гА/-^Т--(-Зг)
[ Ц& - М. - )] н] = В. /Е. (2.7)
Плоский зонд, V;(e)
, , -к -Х-^КН / 2 -К „ -к-< РМ-К
(77? “ к+Т-^“ ) ' (км"" ^ ° + к +7 ) = ^2 8)
= («гД,) foe Jk) (i5k) (l/s)
Цилиндрический зонд, произвольная зависимость Vc(E) :
г£нО з-к
([nW1 +^-w!)]M*.>] m =Л,ЛТМ (2-9>
Цилиндрический ЗОНД, Vc (Е)
Л I Z Л г^~К+р) -p-i
|[N(5C.)] + hl.(M^.Kj}[M(0Co)] ^ fib = (X/7,**) K+i (2.10)
Сферический зонд, Vl(E) = ?:^ЕР
г. ч яХк+р) р_г p(i-k)+3-k
([N(xo)] -+Me('(-NoK^[^l(x.)] Mo = (ХД**) (2.II)
Нормировочные токи и напряженность поля X , X , Е0 определяются выражениями (І.І8), (І.І9), (1.29), (1.30) и (1.34)
Таким образом, в случае, когда зондовый ток преимущественно