220 likes | 508 Views
Ondřej Šebek. Sondová diagnostika plazmatu. Sondová diagnostika. určení voltampérové charakteristiky sondy vložené do plazmatu Ze sondového proudu lze při známém sondovém napětí určit parametry plazmatu: potenciál plazmatu teplota elektronů koncentrace elektronů.
E N D
Ondřej Šebek Sondová diagnostika plazmatu
Sondová diagnostika • určení voltampérové charakteristiky sondy • vložené do plazmatu • Ze sondového proudu lze při známém sondovém • napětí určit parametry plazmatu: • potenciál plazmatu • teplota elektronů • koncentrace elektronů
Langmuirova sonda 1 • voltampérová charakteristika Langmuirovy sondy Hippler R., Pfau S., Schmidt M., Schoenbach K. H., Tichý M. Low Temperature Plasma Physics Fundamental Aspects and Applications. WILEY-VCH Verlag Berlin 2000
Langmuirova sonda 2 • sondový proud • odpuzující režim • parametry plazmatu • teplota elektronů • přitažlivý režim • koncentrace elektronů
Emisní sonda 1 • žhavená – proudem, laserovým svazkem • emise elektronů ze sondy do plazmatu • hustota proudu elektronů emitovaných ze sondy: • Richardson – Dushmanův vztah
Emisní sonda 2 • voltampérová charakteristika emisní sondy Ye M.Y., Takamura S., Physics of Plasmas 7 (2000) 3457
Emisní sonda 3 • Potenciál plazmatu je emisní sondou určen • jako hodnota saturovaného plovoucího potenciálu • při zvyšování žhavení sondy. • Potenciál plazmatu je nadhodnocen či • podhodnocen v závislosti na poměru teplot • emitovaných elektronů a elektronů v plazmatu.
Software pro sběr dat • Program pro ovládání měření voltampérové • charakteristiky pomocí labkarty Agilent U2542A • byl vytvořen v grafickém programovacím jazyce • Agilent VEE 8.5. • funkce programu: • nastavení parametrů experimentu: • rozsah sondové charakteristiky • napěťový krok • počet vzorků v kroku a vzorkovací frekvence • sledování průběhu experimentu • uložení parametrů a dat naměřené • charakteristiky
Experimentální práce • měření charakteristik sondového obvodu • napájeného vysokonapěťovými kondenzátory • vliv vybití kondenzátorů napájejících • vysokonapěťový operační zesilovač • vliv vybití kondenzátorů napájejících převodník • proud napětí • odhad velikosti intervalu sondové • charakteristiky nezatížené chybou • měření potenciálu plazmatu
Vlastnosti sondového obvodu 1 • interval charakteristiky odporu nezkreslené • chybou způsobenou vybitím zdroje
Vlastnosti sondového obvodu 2 • naměřené a spočtené velikosti intervalů • charakteristiky odporu nezkreslené vybitím zdroje
Vlastnosti sondového obvodu 3 • odhad velikosti intervalu sondové charakteristiky • nezkreslené chybou způsobenou vybitím zdroje • # - interval omezen možnostmi větve ±12 V • * - interval omezen možnostmi větve ±80 V
Potenciál plazmatu 1 • argonové plazma buzené pulzním • stejnosměrným napětím ve válcovém magnetronu • V radiálním směru magnetronu byl měřen • plovoucí potenciál emisní sondy z wolframového • vlákna pro dvě hodnoty žhavicího proudu.
Potenciál plazmatu 2 • žhavicí proud I = 2,3 A
Potenciál plazmatu 3 • žhavicí proud I = 2,7 A
Potenciál plazmatu 4 • změřený potenciál plazmatu • emisní sondou 3 – 4 V • Langmuirovou sondou do 1 V • Langmuirovou sondou změřena teplota • elektronů 1,5 eV • teplota emitovaných elektronů 0,32 eV • malý poměr teplot => nadhodnocení potenciálu • plazmatu emisní sondou
Výzkumný úkol • úprava zdroje pro sondovou elektroniku a • programu pro sběr dat – • galvanické oddělení počítače od zdroje • experimenty na válcovém magnetronu