基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于等離子體診斷科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]朗繆爾探針是等離子體性質(zhì)的診斷方式之一，傳統(tǒng)的朗繆爾探針診斷方法是向待測(cè)等離子體中插入一根極小的電極，然后在探針上加載由信號(hào)發(fā)生器生成的鋸齒形三角波，通過測(cè)定探針上的電流和電壓，并繪制成電壓-電流特性曲線，再利用特性曲線上的特殊點(diǎn)求得等離子體的密度、空間電位和電子溫度等參數(shù)；這種方法的缺點(diǎn)是:在一個(gè)周期內(nèi)，鋸齒形三角波始終作用于探針上，當(dāng)探針達(dá)到電子飽和流時(shí)，探針電流很大，導(dǎo)致探針發(fā)熱嚴(yán)重，自阻增加，造成測(cè)量的等離子體參數(shù)不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是克服傳統(tǒng)朗繆爾探針的不足，使用脈沖調(diào)制的探針偏置電壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋸齒形三角波電壓，構(gòu)造一種基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置，提供一種更有效快捷的等離子體性質(zhì)的診斷方法。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提出一種基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置。所述的基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置包括探針
(I)、運(yùn)算放大器(2)、數(shù)據(jù)采集卡(3)和PC機(jī)(4)。其特征是使用脈沖調(diào)制的探針偏置電壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋸齒形三角波電壓，其中脈沖調(diào)制的探針偏置電壓是由調(diào)幅脈沖電壓序列形式的信號(hào)構(gòu)成，借助于PC機(jī)(4)控制數(shù)據(jù)采集卡生成脈沖調(diào)制探針偏置電壓并對(duì)探針的電流、電壓進(jìn)行采樣和分析計(jì)算。
[0005]本實(shí)用新型的有益效果是，構(gòu)造的基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置，可解決朗繆爾單探針在電子飽和流時(shí)，探針電流大而引起的探針發(fā)熱嚴(yán)重、自阻增加對(duì)等離子特性的影響。該裝置測(cè)量的等離子體范圍可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實(shí)用新型的原理示意圖。
[0007]圖2是本實(shí)用新型的脈沖調(diào)制探針偏置電壓原理示意圖。
[0008]圖3是本實(shí)用新型脈沖放大后電壓-電流采樣點(diǎn)區(qū)域示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合說明書附圖詳細(xì)敘述本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】
[0010]在圖1中PC機(jī)，Labview程序是由NI公司研發(fā)的Labview2009編寫，數(shù)據(jù)采集卡使用的是由北京阿爾泰公司研制的具有模擬輸出的USB-2085系列產(chǎn)品，運(yùn)算放大器使用的是3538AM高壓功率運(yùn)算放大器，探針與傳統(tǒng)的朗繆爾單探針中使用的相同。
[0011]在圖2中脈沖調(diào)制探針偏置電壓是由調(diào)幅脈沖序列構(gòu)成，脈沖大小呈現(xiàn)為單調(diào)遞增的趨勢(shì)，每個(gè)脈沖之間的電壓值為0，每個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔相同且大小可調(diào)，脈沖從-50V?+50V為一個(gè)周期；脈沖調(diào)制探針偏置電壓加載于探針上時(shí)，由于脈沖間隔的作用，可以減小探針的熱效應(yīng)，從而能夠減小由于電子飽和流引起的探針發(fā)熱問題，對(duì)各種等離子體進(jìn)行診斷。
[0012]在圖3的實(shí)施例中電流-電壓采集時(shí)要求采集的電壓和與之對(duì)應(yīng)的電流點(diǎn)必須控制于區(qū)域I內(nèi)，采樣程序由Labview根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置，其特征在于使用脈沖調(diào)制的探針偏置電壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋸齒形三角波電壓；其結(jié)構(gòu)特征在于PC機(jī)(4)與數(shù)據(jù)采集卡(3)之間連接，數(shù)據(jù)采集卡⑶與運(yùn)算放大器⑵相連，運(yùn)算放大器⑵與探針⑴相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于脈沖調(diào)制掃描電源的朗繆爾探針診斷裝置，該裝置可用于診斷等離子體的密度、空間電位、電子溫度等參數(shù)，其特征是使用脈沖調(diào)制的探針偏置電壓代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋸齒形三角波電壓。本實(shí)用新型是由探針、運(yùn)算放大器、數(shù)據(jù)采集卡和PC機(jī)構(gòu)成。借助PC機(jī)利用數(shù)據(jù)采集卡生成偏置電壓，通過運(yùn)算放大器放大到-50V～+50V后加載到探針上，之后接入到等離子體上即可進(jìn)行診斷。
【IPC分類】H05H1/00
【公開號(hào)】CN204652766
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520054372
【發(fā)明人】黃凱峰, 楊靜, 殷志祥, 王悅
【申請(qǐng)人】安徽理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請(qǐng)日】2015年4月20日