专利名称：一种射流等离子体密度分布调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种等离子体密度调节器，具体涉及一种射流等离子体密度分布调节器。
背景技术：
低气压低温等离子体是材料加工与处理的重要工具，等离子体中存在大量的工艺可变量，如等离子体温度、等离子体密度、等离子体密度分布。现阶段已经发展了较多等离子体射流装置，而由于受装置结构及参数的影响，各类等离子体源产生的等离子体参数范围相对较窄，无法满足各种实验及应用的要求。等离子体又不同于通常的流体，当采用导流设备对其进行控制时，等离子体和导流设备壁面的作用会使得等离子体密度，能量大量消耗，无法达到控制等离子体参数的目的。传统的稳态等离子体射流装置所喷出的等离子体羽流密度是均匀的，但有一些实验需要使用有一定密度分布不均的羽流，例如为了模拟飞行器再入大气层中表面等离子体密度分布，需要在地面试验环境下产生沿飞行器表面不同密度分布的等离子体。在一些工业应用中也需要根据需求不同对喷出束流的密度分布有一定的需求。
发明内容
本发明为了解决等离子体射流装置所喷出的等离子体羽流密度均匀而不能产生密度分布不均的羽流等离子体的问题，进而提供了一种射流等离子体密度分布调节器。本发明为解决上述问题而采用的技术方案是所述调节器包括机壳、石英玻璃壳体、一对电容极板、一对绝缘材料框体、N对主极铁心和N对励磁线圈，机壳的外形为长方体，机壳为两端开口的中空壳体，石英玻璃壳体的外形为长方体，石英玻璃壳体为两端开口的中空壳体,每个主极铁心上分别缠绕一个励磁线圈，每个绝缘材料框体内设有一个电容极板，石英玻璃壳体套设在机壳内，石英玻璃壳体两个相对的外侧面和与该两个相对的外侧面相对的机壳的内侧面之间分别相对设有N对主极铁心，一对绝缘材料框体设置在石英玻璃壳体的另外两个相对应的侧面上，且一对绝缘材料框体互相平行设置。本发明的有益效果是本发明实现了稳态等离子体射流装置所喷出的等离子体羽流具有一定的不均匀密度分布，该装置实现了对射流等离子体密度分布的调节，改变了射流源只能喷射密度均匀等离子体的现状，可以应用在需要不均匀羽流的场合本发明具有结构简单、满足设计的要求、便于操作、可适用性强的特点。
图1是本发明整体结构主视剖视中水平箭头方向表示电场方向，图中竖直箭头方向表示磁力线方向，图2是本发明阴极7设置在机壳5上放大的侧视图，图3稳态等离子体射流装置所喷出的等离子体进过本发明的一种射流等离子体密度分布调节器后的等离子体呈密度分布的等离子体偏移坐标图，其中水平方向坐标值表示为等离子体沿电场方向的偏移距离，竖直方向上的坐标值表示为电场值的大小，箭头方向为等离子体在调节器内运动偏移的方向。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，一种射流等离子体密度分布调节器，所述调节器包括机壳5、石英玻璃壳体4、一对电容极板3、一对绝缘材料框体6、N对主极铁心I和N对励磁线圈2,机壳5的外形为长方体,机壳5为两端开口的中空壳体，石英玻璃壳体4的外形为长方体，石英玻璃壳体4为两端开口的中空壳体，每个主极铁心I上分别缠绕一个励磁线圈2，每个绝缘材料框体6内设有一个电容极板3，石英玻璃壳体4套设在机壳5内，石英玻璃壳体4两个相对的外侧面和与该两个相对的外侧面相对的机壳5的内侧面之间分别相对设有N对主极铁心1，一对绝缘材料框体6设置在石英玻璃壳体4的另外两个相对应的侧面上，且一对绝缘材料框体6互相平行设置。
具体实施方式
二 结合图1和图2说明本实施方式，一种射流等离子体密度分布调节器，所述机壳5由导磁材料制成，套装在主极铁心I上的励磁线圈2通以电流时，在主极铁心I中产生磁通，机壳5和装置腔内的空气构成磁路,其它与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1和图2说明本实施方式，一种射流等离子体密度分布调节器，所述调节器还包括阴极7，所述机壳5 —端为入口端5-1，机壳5的另一端为出口端5-2，阴极7设置在机壳5出口端5-2的上端面上，阴极7的探头7_1与竖直方向的夹角呈45° -85°，当装置中电磁场强度过大时候，电子易被束缚在装置腔中，阴极7的作用是在装置出口补充羽流中的电子，其它与具体实施方式
一或二相同。工作原理将此调节器安装在等离子体射流源出口处，主磁极设置在机壳内部和石英玻璃之间,缠绕在主磁极I的励磁线圈2中通有电流，石英玻璃壳体4两侧的励磁线圈2通入的电流方向相反，图1中N对励磁线圈2从左至右的电流值逐渐减小，石英玻璃壳体4中便产生恒定磁场，对不同励磁线圈2通以电流幅值不同的励磁电流时，在石英玻璃壳体4磁场就会有一定的强度分布，接有恒压电源的平行电容极板3通电后在与磁场方向垂直的方向上产生电场，通入等离子体后，等离子体的射出方向与电场方向及磁场方向两两相互垂直，由于通有等离子体，磁场和电场是耦合的，根据热化电势理论，等电势线与磁励线重合，磁场强度较大的区域电场强度也较大，不同电场强度作用下，等离子体偏转角度不同，较大的偏移使得等离子体射流在经过装置后，密度分布会重新产生分配。
权利要求
1.一种射流等离子体密度分布调节器，其特征在于所述调节器包括机壳(5)、石英玻璃壳体(4)、一对电容极板(3)、一对绝缘材料框体(6)、N对主极铁心(I)和N对励磁线圈(2),机壳(5)的外形为长方体,机壳(5)为两端开口的中空壳体,石英玻璃壳体(4)的外形为长方体，石英玻璃壳体(4)为两端开口的中空壳体，每个主极铁心(I)上分别缠绕一个励磁线圈(2)，每个绝缘材料框体￠)内设有一个电容极板(3)，石英玻璃壳体(4)套设在机壳(5)内，石英玻璃壳体(4)两个相对的外侧面和与该两个相对的外侧面相对的机壳(5)的内侧面之间分别相对设有N对主极铁心(I)，一对绝缘材料框体(6)设置在石英玻璃壳体(4)的另外两个相对应的侧面上，且一对绝缘材料框体(6)互相平行设置。
2.根据权利要求1所述一种射流等离子体密度分布调节器，其特征在于所述机壳(5)由导磁材料制成。
3.根据权利要求1或2所述一种射流等离子体密度分布调节器，其特征在于所述调节器还包括阴极(7)，所述机壳(5)的一端为入口端(5-1)，机壳(5)的另一端为出口端(5-2)，阴极(7)设置在机壳(5)出口端(5-2)的上端面上，阴极(7)的探头(7_1)与竖直方向的夹角呈45° -85°。
全文摘要
一种射流等离子体密度分布调节器，本发明涉及一种等离子密度调节器，本发明为了解决等离子体射流装置所喷出的等离子体羽流密度均匀而不能产生密度分布不均的羽流等离子体的问题，所述调节器包括机壳、石英玻璃壳体、一对电容极板、一对绝缘材料框体、主极铁心和励磁线圈，机壳的外形为的长方体，机壳为两端开口的中空壳体，石英玻璃壳体的外形为长方体，石英玻璃壳体为两端开口的中空壳体，主极铁心上分别缠绕一个励磁线圈，绝缘材料框体内设有一个电容极板，石英玻璃壳体套设在机壳内，主极铁心设置在石英玻璃壳体的外侧面和机壳的内侧面之间，绝缘材料框体设置在石英玻璃壳的侧面上，本发明用于稳态等离子体射流装置产生等离子体密度分布的羽流中。
文档编号H05H1/16GK103052249SQ201310010860
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者王春生, 王雨龙, 江滨浩 申请人:哈尔滨工业大学