【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子体密度测量技术,具体涉及一种基于驻极体的等离子体密度测量系统及其测量方法。
技术介绍
等离子体测量是一项综合性很强的技术,其方法可分为主动式测量和被动式测量两大类。主动式测量包括探针法、微波法、阻抗测量法等,被动式测量主要有Thomson散射法、光谱法等。目前最常使用的等离子体测量方法有探针法和光谱法,探针法测量主要存在的缺点是该测量方法要求等离子体中粒子的平均自由程λ大于探针尺寸;同时该测量方法测量周期长,测量误差大,数据处理自动化程度低。光谱法测量主要存在的缺点是在低温等离子体测温范围内,必须用高分辨率光谱仪才能测定。
技术实现思路
针对以上现有技术中存在的问题,本专利技术提出了一种基于驻极体的等离子体密度测量系统及其测量方法,通过测量驻极体表面的电位变化量,从而公式反演等离子体的密度。本专利技术的一个目的在于提出一种基于驻极体的等离子体密度测量系统。本专利技术的基于驻极体的等离子体密度测量系统包括:驻极体传感装置、电位测量装置、传动装置和测量控制装置;其中,驻极体传感装置包括驻极体传感器和驻极体底座,驻极体传感器为薄片状,正表面分布有电荷,安装在驻极体底座上;驻极体传感器通过驻极体底座安装在传动装置上;传动装置和电位测量装置分别连接至测量控制装置;待测的等离子体与电位测量装置位于驻极体传感装置的同侧;测量控制装置通过传动装置控制驻极体传感器的正表面正对电位测量装置,电位测量装 ...
【技术保护点】
一种基于驻极体的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述等离子体密度测量系统包括:驻极体传感装置、电位测量装置、传动装置和测量控制装置;其中,所述驻极体传感装置包括驻极体传感器和驻极体底座,驻极体传感器为薄片状,正表面分布有电荷,安装在驻极体底座上;所述驻极体传感器通过驻极体底座安装在传动装置上;所述传动装置和电位测量装置分别连接至测量控制装置;待测的等离子体与电位测量装置位于驻极体传感装置的同侧;所述测量控制装置通过传动装置控制驻极体传感器的正表面正对电位测量装置,电位测量装置测量驻极体传感器的表面电位,即为表面电位的初始值;所述测量控制装置通过传动装置控制驻极体传感器沿着与其正表面平行的方向移动,使得驻极体传感器的正表面正对待测的等离子体,等离子体云团中和驻极体传感器的正表面的电荷,导致驻极体传感器的表面电位发生改变,与等离子体密度相关;所述测量控制装置通过传动装置控制驻极体传感器的正表面再次正对电位测量装置,电位测量装置测量改变后的驻极体传感器的表面电位;所述测量控制装置通过驻极体传感器的表面电位的改变计算得到等离子体密度。
【技术特征摘要】
1.一种基于驻极体的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述等离子体密度测量系
统包括:驻极体传感装置、电位测量装置、传动装置和测量控制装置;其中,所述驻极体传感
装置包括驻极体传感器和驻极体底座,驻极体传感器为薄片状,正表面分布有电荷,安装在
驻极体底座上;所述驻极体传感器通过驻极体底座安装在传动装置上;所述传动装置和电
位测量装置分别连接至测量控制装置;待测的等离子体与电位测量装置位于驻极体传感装
置的同侧;所述测量控制装置通过传动装置控制驻极体传感器的正表面正对电位测量装
置,电位测量装置测量驻极体传感器的表面电位,即为表面电位的初始值;所述测量控制装
置通过传动装置控制驻极体传感器沿着与其正表面平行的方向移动,使得驻极体传感器的
正表面正对待测的等离子体,等离子体云团中和驻极体传感器的正表面的电荷,导致驻极
体传感器的表面电位发生改变,与等离子体密度相关;所述测量控制装置通过传动装置控
制驻极体传感器的正表面再次正对电位测量装置,电位测量装置测量改变后的驻极体传感
器的表面电位;所述测量控制装置通过驻极体传感器的表面电位的改变计算得到等离子体
密度。
2.如权利要求1所述的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述驻极体传感器为薄片
状的驻极体,驻极体的材料采用聚丙烯PP、聚乙烯PE、四氟乙烯TFE、六氟丙烯HFP、聚四氟乙
烯PTFE、聚酰亚胺Kapton、聚二甲基硅氧烷PDMS和尼龙中的一种。
3.如权利要求1所述的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述电位测量装置包括探
针阵列、探针底座和电位计;其中,N个探针排列成二维的探针阵列,设置在探针底座上,每
一个探针分别连接至电位计的一个通道,N为≥5的自然数。
4.如权利要求3所述的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述电位测量装置还包括
探针阵列开关,与探针阵列相对应,探针阵列开关包括N个开关,每一个探针连接至一个开
关,通过控制开关的通断,将所连接的探针连接至电位计。
5.如权利要求1所述的等离子体密度测量系统,其特征在于,所述测量控制装置包括:
电位信号调理电路、距离信号调理电路、多通道数据采集卡、检测控制器、输入装置、输出装
置和存储器;其中,检测控制器启动检测准备程序,通过输入装置向检测控制器输入探针阵
列与驻极体传感器间的相对位置信息;检测控制器输出步进电机驱动信号,步进电机通过
...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯跃,章艳,娄文忠,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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