定向等离子体束离子平均速度的相关测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101221245A

(43)申请公布日2008.07.16

(21)申请号CN200710144776.0

(22)申请日2007.12.07

(71)申请人哈尔滨工业大学

地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号

(72)发明人宁中喜于达仁李鸿刘辉丁永杰

(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所

代理人张果瑞

(51)Int.CI

G01T1/29

H01J37/244

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

定向等离子体束离子平均速度的相

关测量方法

(57)摘要

定向等离子体束离子平均速度的相

关测量方法，它涉及一种测量具有密度波

动特性的定向等离子体束离子平均速度的

方法，以解决现有测量方法存在的误差较

大、测量过程较繁琐、不能获得微秒量级

的离子平均速度变化特性的问题。本发明

的方法由以下步骤组成：步骤一、启动稳

态等离子体发动机并调节到稳定放电的状

态；步骤二、调整正偏压电源使两个探针

上加载的电压都分别处于电子电流饱和

区；步骤三、启动示波器，调节并使示波

器上能够显示出清晰的低频振荡信号；步

骤四、记录稳态等离子体发动机在稳定工

作状态下两个探针在同一时间段上的数据

信号；步骤五、查找两个探针信号相关性

最强时的时间差；步骤六、根据公式Vi＝

L/Δτ计算定向等离子体束的离子平均速

度。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.定向等离子体束离子平均速度的相关测量方法，完成本方法采用以下结构的装置，

该装置由稳态等离子体发动机(1)、正偏压电源(2)、示波器(3)、第一探针(4-1)、第

二探针(4-2)、第一电阻(5-1)、第二电阻(5-2)和供电电源(6)组成，第一探针(4-1)和

第二探针(4-2)分别设置在稳态等离子体发动机(1)的羽流区内，第一探针(4-1)和第

二探针(4-2)的上端面的左右中心点都位于稳态等离子体发动机(1)的上下中心轴线

上，第一探针(4-1)的输出端和第一电阻(5-1)的第一端都与示波器(3)的第一输入端

相连接，第二探针(4-2)的输出端和第二电阻(5-2)的第一端都与示波器(3)的第二输

入端相连接，第一电阻(5-1)的第二端、第二电阻(5-2)的第二端和示波器(3)的电源

输入端都与正偏压电源(2)的正极端相连接，供电电源(6)的正极端与稳态等离子体

发动机(1)的正极端相连接，供电电源(6)和正偏压电源(2)的负极端都与稳态等离子

体发动机(1)的阴极补偿器(1-1)相连接；

其特征在于本发明的方法由以下步骤实现：

步骤一、启动稳态等离子体发动机(1)并调节到稳定放电的工作状态；

步骤二、调整正偏压电源使第一探针(4-1)和第二探针(4-2)上加载的电压都分别处于

电子电流饱和区；

步骤三、启动示波器(3)并调节显示比例和扫描时间，使示波器(3)上能够显示出清

晰的低频振荡信号；

步骤四、记录并保存稳态等离子体发动机(1)在稳定工作状态下第一探针(4-1)和第

二探针(4-2)在同一时间段上的数据信号；

步骤五、根据步骤四中保存的数据采用相关法计算第一探针(4-1)和第二探针(4-2)所

采信号相关性最强时的时间差Δτ；

步骤六、根据公式Vi＝L/Δτ计算出定向等离子体束的离子平均速度，其中Vi表示

定向等离子体束的离子平均速度，L表示第一探针(4-1)和第二探针(4-2)的上端面的

左右中心点之间的距离，Δτ表示两个信号相关性最强时信号之间的时间差。

2.根据权利要求1所述的定向等离子体束离子平均速度的相关测量方法，其特征在

于它由以下步骤实现：

步骤一、启动稳态等离子体发动机(1)并调节到放电电压Up为300V、阳极供气流

量为3mg/s的稳定放电