Диссертация (1104506), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Провода,соединенные с интегратором, скручивались вместе и помещались в толстыймедный экран. RС - цепочка была собрана в коробке из магнитомягкогожелеза. Параллельно производилось измерение тока в цепи соленоидапоясом Роговского L2 (рис. 2.2). Градуировка магнитного поля производиласьспомощьюодновременногоосциллографированиясигналовсиндукционного датчика и пояса Роговского. При исследовании пробояконтроль синхронизации и измерение поля производился по току в соленоиде.Величина индукции магнитного поля связана со сциллографируемым сконденсатора С5 напряжением ( )соотношением( )Здесь( )(2.9)– число витков датчика,фарфоровой трубки,(– сечение- сечение провода намотки).
Формулу (2.9) можнозаписать в более удобном виде( )при подстановке в которуюв Омах,( )(2.10)- в Фарадах ив см2 магнитнуюиндукцию получим в Гауссах.Максимальная погрешность измерения напряженности (индукции)магнитного поля равнаПри наличии электродов в соленоиде поле не будет однородным по осиэлектродов.Диаметрэлектродов составлялпримененныхполусферическихалюминиевых0,4 см. Время диффузии поля в материалэлектродов будет равнот.е. оно незначительно отличается от значения ⁄1,5·10-4 с.82Следовательно, поле у электродов не будет иметь такого же значения,как и в центре промежутка.
Поэтому экспериментально измеряется ираспределение поля по оси промежутка, начиная с 0,05 см от поверхностиэлектродов (рис. 2.6).Рис. 2.6. Распределение магнитного поля по оси разрядного промежутка.Разрядная камера (рис. 2.7), изготовленная из стали, представляла собойцилиндр 1 (рис. 2.8) с утолщением в середине и двух крышек 2, которыеприжимались к цилиндру с помощью шести шпилек и гаек.Были изготовлены две камеры: для исследования начальных стадий воднородных полях (рис.
2.8) и другая - для изучения развития искровогоканала в магнитных полях (рис. 2.9.).Электроды3крепилисьвпервомвариантевспециальныхцилиндрических втулках с помощью гаек, во втором варианте в соленоиде.На концы соленоида и цилиндрических втулок навинчивались колпачки10 (шаг резьбы 1 мм), в которых крепились концы стержней 7 с электродами4. Стержни 7 изолировались эбонитовыми втулками 6. Такое конструктивноеисполнениепозволялоустанавливатьмежэлектродноеточностью до 0,01 мм, вращением колпачков 10.расстояниес83Рис. 2.7.
Разрядная камера из нержавеющей стали.Рис. 2.8. Разрядная камера:1 – цилиндр, 2 – крышки, 3 – электроды, 4 – кварцевые окна, 5,6,7,8 – изолятор,9- уплотняющие прокладки, колпачки, регулирующие межэлектродное расстояние.84Рис. 2.9. Разрядная камера с соленоидом.Применялись электроды различной конфигурации. При исследованииначальной стадии, электроды представляли с собой части сферы с радиусом 2см (диаметр электродов 4 см). В экспериментах по исследованию вмагнитном поле развития искрового канала использовались полусферическиеэлектроды диаметром 0,4 см.Регистрацияизлученияпроизводиласьчерезсимметричнорасположенные кварцевые окна 4.
Диаметр окон составлял 2,2 см.Герметизация разрядной камеры достигалась применением прокладок извакуумной резины и фторопласта.Такаяконструкцияразряднойкамерыпозволялапроводитьисследования в широком диапазоне давлений (от 10-3 Торр до 3800 Торр).Откачка газа производилась форвакуумным насосом РВН - 20 до уровня5 10-2 Торр, затем камеру промывали и заполняли аргоном ГОСТа 10157-73, ссодержанием аргона 99,98 %.
Кроме того, аргон пропускали черезвлагопоглотительные силикагелевые и цеолитовые фильтры. Таким образом,чистота газа в камере была не хуже 99,98 %. Низкое давлениеконтролировалось вакуумным термометром ЗТ-2А. Измерение рабочегодавления производилось до и после эксперимента образцовым манометром.Для исследований предпробойных стадий разряда генератор импульсов85напряжения представлял собой одно целое с камерой.
Межэлектроднаяемкость при больших электродах составляла 12 пФ, а индуктивностьразрядной цепи в режиме короткого замыкания 2,3·10-7 Гн. Для второгослучая, генератор был собранотдельно, иразряднаяцепь имелаиндуктивность 1,2·10-6 Гн.Алюминиевые электроды полировались, промывались спиртом и затемдистиллированнойводой.Характерныеразмерымикровыступовнаповерхности электродов ~ 10-4 см.Поверхность электродов за исключением центральной части (1 см)чернили, при съемках фотоэлектронным регистратором ФЭР 2-1.§ 2.4. Регистрация пространственно-временного развития разрядаРегистрацияпространственно-временногоразвитияразрядаосуществлялась с помощью электрооптического затвора Керра (ЭОЗ) нанитробензоле, работающем в покадровом режиме и электронно-оптическогопреобразователя ФЭР 2-1 (ЭОП), работающим как в покадровом так и внепрерывном режиме.Преимущество затвора Керра связано с тем, что он практическибезинерционен и не подвержен действию сильных электромагнитных полей.Этим объясняется то, что ЭОЗ, а не ФЭР 2-1 был использован длярегистрации пространственно-временного развития разряда в магнитномполе.
Действие электрооптического затвора Керра практически зависиттолько от скорости, с которой требуемое напряжение прикладывается кэлектродам ячейки. Длительность импульса напряжения определяет времяэкспозиции, а крутизна фронтов скорость открытия и закрытия затвора.Регулировкой длительности импульса можно довольно просто регулироватьвремя экспозиции.Зависимостьсветовогопотокапроходящегочерезприкладываемого напряжения определяется выражением [97]ЭОЗ,от86( )Здесь[ ( ) ]- напряжение полного открытия,электродам,(2.11)- напряжение, приложенное к- поток, падающий на выход затвора. Напряжение полногооткрытия ЭОЗ с учетом геометрии электродов дается выражением(где- электро-оптическая постоянная Керра,плоскими электродами в см,Для нитробензола(2.12))- расстояние между– длина электродов в см.20·10-6 см-1 СГСЕ-2. При получении соотношения(2.12) предполагалось расположение поляроидов под углом 45° к полю, т.е.первый поляроид располагался так, чтобы плоскость поляризации составляла45° к направлению поля, а второй перпендикулярно к первому.Максимальный коэффициент перекрытия для ЭОЗ на нитробензоле 10-4и при съемке стадий слабого свечения на приемник попадало излучение споздних ярких стадий разряда.
Поэтому использовалась двойная ячейкаКерра. Пропускная способность ЭОЗ при различных положениях поляроидовпоказана на рис. 2.10. Кривая 1 соответствует параллельному расположениюи кривая 2 - перпендикулярному. Схема генератора импульсов напряжениядля открытия ЭОЗ показана на рис. 2.11.При размерах электродов4 см и межэлектродном расстоянии 0,4 смполное открытие ячейки происходило при напряжении 9 кВ, а расчетноенапряжение равно 9,4 кВ. С учетом коэффициента пропускания отнапряженности (при фронтах импульса 5 нс) время экспозиции в нашихэкспериментах составляло 40 нс. Временное же разрешение, определяемоеточностью синхронизации заднего фронта импульса по отношению к токуразряда, было не хуже 5 нс.Существенным недостатком ЭОЗ является его низкий коэффициентпропускания 6-7% для двойного затвора.
Следует отметить также, чтонитробензол не пропускает излучение с длиной волны менее 400 нм, тогдакак наиболее интенсивное излучение в аргоне приходится именно на эту87область. В области же700 нм ЭОЗ становится неэффективным.Оптические картины снимались на высокочувствительную (1000-3000 ед.ГОСТа 0,85) аэрофотопленку "изопанхром" типа 24 или 29.Рис. 2.10. Пропускная способность электрооптического затвора (ЭОЗ): 1-соответствуетпараллельному расположению поляроидов; 2- перпендикулярному.Рис.2.11. Схема генератора затворных импульсов напряжения ЭОЗ Керра.Длявыделенияяркостныхособенностейразрядаиспользовалинейтральные светофильтры НСФ.
Открытке электро-оптического затворасинхронизировалось с помощью генератора задержанных импульсов ГЗИ-688или ГИ-1.Знаягеометрическиеразмерыразрядаиегоэлектрическиехарактеристики можно определять такие параметры, как плотность тока,удельныйэнерговклад;оценитьпоизвестнойдрейфовойскоростиконцентрацию заряженных частиц; а также проследить за пространственно временным развитием разряда.Начальныестадиипробояисследовалисьсприменениемфотоэлектронного регистратора ФЭР 2-1, в котором используется ЭОП типаУМИ-92 с кислородно-сурмяно-цезиевым фотокатодом. Максимальнаяпространственная разрешающая способность трубки УМИ-92 - 15 штриховна мм, временное разрешение в непрерывном режиме развертки около 3·10-11с.
Прибор ФЭР 2-1 обеспечивает широкий диапазон временных разверток от10 до 300 нс.Для съемок в покадровом режиме отключалось напряжение развертки.Синхронизация открытия затвора и тока разряда контролировалась припомощи двухлучевого осциллографа OK-21.Пофотографиямтеласвеченияисследовалисьгеометрическиехарактеристики разряда. Таким путем регистрировалась интегральнаякартинасвечения разряда с достаточно высоким пространственнымразрешением [98].Интенсивные по яркости этапы разрядного процесса с помощьювысокоскоростного фотохронографа ВФУ-1 разворачивались во времени.§ 2.5. Регистрация спектров излученияРегистрация спектров излучения разряда с разрешением по временипозволяет определить такие параметры плазмы, как температура и плотностьзаряженных частиц.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
