专利名称：射频放电双电极直联式水冷装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频放电双电极直联式水冷装置，属于F部25类冷却。
现有的技术对于封闭式射频激励CO2激光器一般采用水冷却接地下电极的方法来实现工作物质的冷却。但当激光功率较大时，单电极冷却方式将不能有效地冷却工作物质，也得不到较好的激光输出参数，由于上电极是火线电极，如何采用水冷却一直是个问题。
本发明的目的就是为了避免现有技术的上述不足之处而提供一种解决射频放电中上电极的水冷问题，实现双电极冷却。
由于射频放电是容性放电，横向射频放电电阻较小，一般为1KΩ左右。因而我们采用容性隔离方法用水做为容性介质，进行射频放电上、下电极的冷却。实验测试，水的高频电阻较大，直径为0.4cm，长度为5cm的水柱电阻约为20MΩ。对于射频来说，电极有趋肤效应，因而上电极虽然是火线电极，也可采用直联式方法将冷却水直接通入上电极，从而实现双电极冷却。
本发明是用以下的方法实施的用射频放电双电极直联式水冷，它有串行型水冷装置和并联型水冷装置两种方法。串行型直联式是在上电极5和下电极4两极中间分别通过金属管6，这两金属管一端和两极之间的绝缘管3封接，该绝缘管的长度不能小于3厘米，通过上电极5的金属管的另一端和绝缘管3封接，水从金属管入水口1流入，通过绝缘管3、上电极5、绝缘管3和下电极4，由金属管出水口2流出，并联型直联式水冷装置是上电极5和下电极4中均有金属管6穿过，在上电极上面的金属管分别和绝缘管3封接，水分别从上电极和下电极的金属管入水口1流入，从金属管出水口2流出，无论是串行型或并联型水冷方式，要求穿过下电极的金属管和与之平行穿过上电极在两个绝缘管之间的间距D应大于两极间的间距B。
图1.1串行联直联式水冷却方式原理1.2并联型直联式水冷却方式原理图1.冷却水入口 2.冷却水出口 3.绝缘管4.下电极 5.上电极图2.1“U”形通道串联型直联式冷却装置图2.2“U”形通道并联型直联式冷却装置1.冷却水入口 2.冷却水出口 3.绝缘管4.上电极 5.接地下电极 6.通水金属管道8.密封焊接口实施例图2.1和图2.2是U形通道串联型和并联型直联式冷却装置，它是在上电极和下电极板上直接打孔，“U”形通水道出口和入口与金属管道焊封接。绝缘管采用真空陶瓷(如Al2O3瓷管)与金属管封接，也可采用玻璃管与可阀管封接、聚四氟乙烯管与“O”形圈封接等方式。金属管出入口可直接与真空腔外壳焊封接。
本发明实行上下两电极水冷却，由于水柱和放电电阻并联，水柱中的射频功率损耗占总功耗的百分比为P = (V2/r)/(V2/r + V2/R) = (R)/(r + R) = (103)/(2 ×107+ 103) ＜ 1/10000
式中，P为功耗百分比，V为两电极间射频电压均方根值，r为水柱高频电阻，R为射频放电电阻，对射频激励CO2激光器输出功率比仅冷却下电极时提高10%～30%。实验证明了射频放电功率从100瓦到2000瓦范围内，极间距从2mm到8mm，和射频频率从27MHZ到150MHZ范围内，均无发现匹配条件的明显变化。由此可见，本装置提高了CO2激光器和CO激光器的输出功率及改善激光束质量。它对射频激励CO2激光器和其它类射频激励激光器进行了有效冷却，而且对高功率封闭式激光器有较好的冷却效果。本发明技术简单、易实现、成本低。
权利要求
1.一种射频放电电极水冷装置，用水冷却接地的下电极来实现工作物质的冷却，其特征是用双电极直联式水冷却方法，有以下两种装置A.串行型直联式水冷装置在上电极5和下电极4两极中间分别通过金属管6，这两金属管一端和两极之间的绝缘管3封接，该绝缘管的长度不能小于3厘米，通过上电极5的金属管的另一端和绝缘管3封接，水从金属管入水口1流入，通过绝缘管3、上电极5、绝缘管3和下电极4，由金属管出水口2流出；B.并联型直联式水冷装置上电极5和下电极4中均有金属管6穿过，在上电极上面的金属管分别和绝缘管3封接，水分别从上电极和下电极的金属管入水口1流入，从金属管出水口2流出；串行型和并联型直联式水冷方式，穿过下电极的金属管和与之平行穿过上电极在两个绝缘管之间的间距D应大于两极间的间距B。
全文摘要
本发明涉及射频放电双电极直联式水冷装置，属于国际专利分类F25，它是利用射频的趋肤效应，金属管穿过上电极和下电极，按串行型和并联型两种直联方式和绝缘管封接，水从金属管入水口流入，通过上电极、下电极、绝缘管，从金属管出水口流出，实现了双电极水冷却，提高了CO
文档编号F25B21/00GK1055594SQ9110207
公开日1991年10月23日 申请日期1991年4月5日 优先权日1991年4月5日
发明者辛建国, 臧二军, 魏光辉 申请人:北京理工大学