огарифмічному масштабі (Рис.3) (тобто гр. Ln je=f (U3).
Рис. 3
А також можна визначити концентрацію е - та іонів у плазмі:
Метод дозволяє виміряти розподіл концентрації по перетину стовпа плазми.
При створенні високотемпературної плазми в деяких випадках потрібно виміряти струми. Для вимірювання таких струмів використовують методи:
пояс Роговського;
метод шунтів.
Метод пояса Роговського.
Рис. 4
Струм викликає магнітне поле. Трансформатор струму. Бесконтактность. Процес вимірювання не впливає на процеси в розряді. В якості пояса Роговського використовуються котушки або провідники, розташовані в області протікання струму. Зазвичай r, R малі в порівнянні з індуктивними опором котушки.
точніше:
? ne=
- ерс електронно-магніітной індукції
де?- Магнітний потік, пов'язаний з катушкой.- кількість витків в котушці.
Використовують імпульсний осцилограф: У підсумку
де I - струм розряду; - струм в котушці;
Метод шунтів.
Рис. 5
Рис. 7 Конструкція шунта
дуже маленьке,? шунта необхідно зменшувати.
Зустрічне напрямок струму
Рис. 6
З ростом?, отже, R підвищується на ВЧ, але? змінюється, отже, змінюється і R, це одна з труднощів вимірювань.
Великі струми, поточні через зонд, викликають механічні сили, які можуть його деформувати - необхідно жорстко закріплювати шунти - ще одна трудність, використовують шунти великих розмірів, застосовуються рідше, ніж пояс Роговського.
Вимірювання високих напруг.
постійне U (на накопичувачах енергії - ємностях);
імпульсне U - на газовому проміжку при розряді.
Постійні U - дільник з опорів.
Рис. 8
Імпульсні U. При вимірюванні ВЧ-сигналів шунтуючі ємності будуть спотворювати вимірювання, і перерозподіляти U по Rg, Rизм. Для підвищення точності необхідно зменшувати Rg, Rизм., Отже, підвищується потужність, отже, ємнісний дільник Cg" СИЗМ. Щоб Zn НЕ шунтуватися Cg, її вибирають ~ nф.
Для широкого діапазону вимірювань паралельно з'єднують омічний і ємнісний дільник.
При вимірюванні великих ємностей I і U, необхідно боротися з ВЧ перешкодами, що йдуть від камери розряду.
Методи:
видалення вимірювань апаратури від джерела перешкод;
блоки управління і реєструє апаратура поміщається в екранують оболонки (кімнати, шафи);
з'єднання установки з вимірювальними приладами виконують за допомогою коаксіальних екранованих кабелів, які додатково поміщають в труби, оплетку і т.д.;
роз'єми з екранованими корпусами;
підвищені вимоги до заземлювачів;
захист мережі від перенапруг, перепадів, викликаних імпульсним розрядом, отже, використовують розділові трансформатори ВЧ фільтри.
Метод магнітних зондів.
Якщо вимірювання I і U дозволяє визначити усереднені характеристики розряду, то мініатюрні магнітні котушки дозволяють реєструвати локальні характеристики:
розподіл Н-поля в плазмі;
струми, їх розподіл;
тиску і щільності енергії в плазмі.
Цей метод - КОНТАКТНИЙ (безконтактних методів вимірювання конфігурації магнітних полів поки не знайдено).
Магнітний зонд - мініатюрна котушка, намотана тонким проводом. Зонд розміщений в досліджуваному об'ємі через вакуумне ущільнення з можливістю переміщення за обсягом і повороту по?.
Рис. 9
. Керований розрядник;
. Ємнісний накопичувач;
Необхідно визначити розподіл електромагнітного поля. На котушці реєструється
т.е. необхідно виконати інтегрування сигналу, це робиться графічно, або за допомогою спеціального пристрою RC-ланцюга.
Рис. 10
н - согласующее опір.
Зонд змінює параметри плазми:
локальне охолодження середовища;
обурення струмів;
взаємодія з швидкими частками;
Відбувається розпорошення зонда, забруднення плазми. У гарячій плазмі зонд просто згоряє.
Застосування: космічна плазма, МГД-генератори і т.д.
холодна плазма.
Оптичні методи дослідження плазми.
Спектральний аналіз, визначення ni, ne-, Te -.
Звичайна фотографія застосовна для стаціонарної повільно-мінливої ??плазми. Для реєстрації бистропротекающіх процесів, коли необхідна не інтегральна характеристика, а розвиток процесу в часі, використовують надшвидкісні Фоторегистратори. Параметри: до 108 кадрів/с з тривалістю експонування менш 5нс.
Принципова схема.
Рис. 11
Обмеження по швидкості запису:
якість поверхні дзеркала;
чутливість плівки;
шв...
