一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针制造技术

本发明专利技术公开了一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，包括探测元件、热电偶、安装基座、固定基座、固定卡扣。安装基座、固定基座设有通孔；安装基座放置于固定基座上；固定卡扣焊接在固定基座上；热电偶贯穿安装基座、固定基座和固定卡扣，并在安装基座处露出探测头；热电偶通过固定卡扣实现固定；探测元件放置在安装基座上，与热电偶探测头通过陶瓷螺钉固定实现机械紧密接触。本发明专利技术解决热电偶无法直接测量热流密度的问题，利用铜片的导热和热电偶的测温，采用阵列式分布，间接测出由于离子扩散离开等离子体射向真空壁的径向辐射热流密度。径向辐射热流密度。径向辐射热流密度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针


[0001]本专利技术属于等离子体辐射热流测量领域，特别是涉及一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针。

技术介绍

[0002]在现行的射频直线等离子体装置中，射频电源的输出功率通过传输网络(匹配网络+射频天线)将功率耦合进等离子体，等离子体吸收的功率除了小部分以辐射光子的形式耗散掉，大部分随着粒子的输运扩散与壁相互作用，最终以热的形式沉积在放电管以及下游的真空室壁上。等离子体能量平衡、辐射损失的测量对了解装置的运行情况很有必要。
[0003]沉积在放电管的热流密度可以通过红外相机测量，而由于粒子的输运扩散沉积在装置下游的真空壁上的热流无法直接用热电偶测量，可通过辐射热探针测量。
[0004]现有测量热流密度的有金属薄膜辐射热探测器，但该探测器对金属薄膜的要求比较高，自制难度较高。故本专利技术设计了一种制作工艺简单，便于实验室自制的辐射热探针，通过简单的公式便可以计算出下游真空室壁壁上的热流密度。同时在设计时考虑阵列式的布置，可以同时测出不同位置的热流数据，使计算结果准确。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，可以更准确测量由于粒子扩散离开等离子体射向真空壁的辐射热流密度，解决热电偶无法直接测量热流密度的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，包括探测元件，热电偶，安装基座，固定基座和固定卡扣；
[0008]所述探测元件有两个螺纹孔，通过螺纹固定在安装基座上；
[0009]所述安装基座沿厚度方向设有通孔，通过螺纹与固定基座连接；
[0010]所述固定卡扣焊接在固定基座上；
[0011]所述热电偶贯穿所述安装基座，固定基座的通孔，通过固定卡扣固定在固定基座上。
[0012]进一步地，所述探测元件为10mm直径，0.4mm厚度的铜板；所述探测元件的直径两端设有1mm的通孔。
[0013]进一步地，所述热电偶分度号为K分度，测量头直径为1mm。
[0014]进一步地，所述安装基座为120mm长，20mm宽，10mm厚的陶瓷；所述安装基座贯穿热电偶的通孔直径为1.1mm；所述安装基座固定所述探测元件的螺纹孔直径为1mm，深度5mm；所述安装基座与所述固定基座的通孔直径2mm。
[0015]进一步地，所述固定基座为120mm长，20mm宽，10mm厚的304不锈钢；所述固定基座的通孔直径为1.1mm。
[0016]进一步地，所述固定卡扣的材料为304不锈钢，包括内径为3mm，外径为3.4mm，深度为15mm的空心圆柱一与内径为5mm，外径为10mm的空心圆柱二；空心圆柱一与空心圆柱二通过内径为3mm，外径为5mm，中间为圆锥平台倒角，外部有外螺纹的结构连接；空心圆柱二内部设有内螺纹。
[0017]进一步地，所述固定卡扣底部设有对角长度为10mm，厚为1mm的正方体结构，正方体结构中间开口为1.1mm。
[0018]有益效果：
[0019]本专利技术用于测量放电腔室下游真空室壁壁上的热流密度分布，对比已有的金属薄膜辐射热探测器，制作工艺更简单，成本更低，实验室自制更方便，通过简单的公式便可以计算出下游真空室壁壁上的热流密度。同时在设计时考虑阵列式的布置，不用来回移动探测器，便同时测出不同位置的热流数据，给出热流密度空间分布。本专利技术的各种参数的数值设定能让探测器设计的更小巧。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针的结构示意图；
[0021]图2a，图2b为本专利技术一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针的安装基座的结构示意图；其中，图2a为侧视图，图2b为俯视图；
[0022]图3为本专利技术一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针的固定基座结构示意图；
[0023]图4为本专利技术一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针的固定卡扣的结构示意图；
[0024]其中，1
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探测元件；2
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热电偶；3
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安装基座；4
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固定基座；5
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固定卡扣的空心圆柱二；6
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固定卡扣的空心圆柱一；7
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用于连接安装基座与固定基座的螺纹孔；8
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放置热电偶的通孔；9
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固定探测元件的螺纹孔。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0026]如图1所示，本专利技术的用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针包括探测元件1、热电偶2、安装基座3、固定基座4和固定卡扣。
[0027]如图1
‑
图3所示，所述安装基座3上有一排阵列的通孔，所述通孔为放置热电偶的通孔8。固定基座4上有一排与安装基座3位置一样的放置热电偶的通孔8。安装基座3与固定基座4通过4个顶点处的用于连接安装基座与固定基座的螺纹孔7连接；固定卡扣焊接在固定基座4上；固定卡扣包括固定卡扣的空心圆柱一6和固定卡扣的空心圆柱二5组成，所述固定卡扣的空心圆柱二5设有外螺纹，内部设有圆锥平台倒角，放置氟橡胶锥形圆台。
[0028]如图2a，图2b，图3，图4所示，探测元件1为10mm直径，0.4mm厚度的铜板；探测元件1
的直径方向设有两个1mm的通孔；热电偶分度号为K分度，测量头直径为1mm；安装基座3为120mm长，20mm宽，10mm厚的陶瓷。所述安装基座3放置热电偶的通孔8的直径为1.1mm；所述安装基座3固定所述探测元件1的螺纹孔直径为1mm，深度5mm。所述安装基座3与所述固定基座4的通孔直径为2mm；固定基座4为120mm长，20mm宽，10mm厚的304不锈钢。所述固定基座4的通孔直径为1.1mm；固定卡扣的材料为304不锈钢，分别由内径3mm，外径3.4mm，深度15mm的固定卡扣的空心圆柱一6与内径5mm，外径10mm，深度15mm的固定卡扣的空心圆柱二5组成；固定卡扣的空心圆柱一6与固定卡扣的空心圆柱二5通过内径3mm，外径5mm，深度5mm中间为圆锥平台倒角，外部有外螺纹的结构，即在固定卡扣的空心圆柱二5上放置氟橡胶锥形圆台；固定卡扣的空心圆柱二5内部设有内螺纹；固定卡扣底部有对角长度为10mm，厚度为1mm的正方体结构，正方体结构的中间开孔为圆形，直径为1.1mm。
[0029]本专利技术在安装基座3上设置8个探测元件位置，实际的探测元件1与热电偶数量可根据不同的需求进行现场本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，其特征在于，包括探测元件(1)，热电偶(2)，安装基座(3)，固定基座(4)和固定卡扣；所述探测元件(1)有两个螺纹孔，通过螺纹固定在安装基座(3)上；所述安装基座(3)沿厚度方向设有通孔，通过螺纹与固定基座(4)连接；所述固定卡扣焊接在固定基座(4)上；所述热电偶(2)贯穿所述安装基座(3)，固定基座(4)的通孔，通过固定卡扣固定在固定基座(4)上。2.根据权利要求1所述的一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，其特征在于：所述探测元件(1)为10mm直径，0.4mm厚度的铜板；所述探测元件(1)的直径两端设有1mm的通孔。3.根据权利要求1所述的一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，其特征在于：所述热电偶(2)分度号为K分度，测量头直径为1mm。4.根据权利要求1所述的一种用于测量等离子体辐射热流密度的阵列式辐射热探针，其特征在于：所述安装基座(3)为120mm长，20mm宽，10mm厚的陶瓷；所述安装基座(3)贯穿热电偶(2)的通孔直径为1.1mm；所述安装基座...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，夏英，周海山，罗广南，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：