申请/专利权人：中国科学技术大学

申请日：2018-05-17

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN108803693B

主分类号：G05D16/20

分类号：G05D16/20;H05H1/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2018.12.07#实质审查的生效;2018.11.13#公开

摘要：本发明公开了一种维持动态压力的电负性气体喷射装置，包括气压维持仓，气压维持仓内设有活塞，活塞与螺杆传动装置连接，螺杆传动装置与步进电机连接，气压维持仓设有注气口、出气口和气压表，注气口和出气口分别设有电磁阀控制。气压维持仓设有活塞位置检测装置。气压表、电磁阀控制、步进电机的控制单元和活塞位置检测装置分别与控制系统连接。出气口与产生等离子体的真空室相连，注气口与电负性气体气瓶相连，能够动态维持气压，维持电负性气体释放速度稳定，从而保证物理实验结果的精确性。解决了电负性气体释放中气压不断下降的问题。

主权项：1.一种维持动态压力的电负性气体喷射装置，其特征在于，包括气压维持仓，所述气压维持仓设有注气口、出气口，所述注气口和出气口分别设有电磁阀控制；所述注气口与电负性气体气瓶相连以向所述气压维持仓中注入电负性气体；所述出气口与产生等离子体的真空室相连；在直接将所述电负性气体经过减压注入到等离子体内的过程中，所述气压维持仓用于以稳定速度向所述等离子体注入所述电负性气体；所述气压维持仓内设有活塞，所述活塞与螺杆传动装置连接，所述螺杆传动装置与步进电机连接，所述气压维持仓还设有气压表；其中，所述气压维持仓的使用过程包括：在所述气压维持仓注满所述电负性气体且所述气压维持仓的气压与所述电负性气体气瓶持平时，关闭所述注气口；若压缩所述气压维持仓达到所需的气压，则打开所述出气口以向所述等离子体内注入所述电负性气体；在向所述等离子体内注入所述电负性气体的过程中，基于气压表数据和当前活塞位置确定所述活塞需要移动的距离以控制步进电机在等离子体输入功率700W时实现等离子体电子密度的降低。

全文数据：一种维持动态压力的电负性气体喷射装置技术领域[0001]本发明涉及一种气体放电及等离子体产生技术，尤其涉及一种维持动态压力的电负性气体喷射装置。背景技术[0002]电负性气体释放是一种有效的主动干预等离子体状态的方式，广泛应用于主动释放千扰电离层中及邻近空间飞行器中。[0003]传统的电负性气体释放过程中，气体经过高压气瓶分压直接进入等离子体源内。随着实验的不断进行，高压气瓶内的压力不断下降，处于一种不可控制的状态。这样就容易对物理研宄和实际飞行应用产生干扰。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种维持动态压力的电负性气体喷射装置。[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的：[0006]本发明的维持动态压力的电负性气体喷射装置，包括气压维持仓，所述气压维持仓内设有活塞，所述活塞与螺杆传动装置连接，所述螺杆传动装置与步进电机连接，所述气压维持仓设有注气口、出气口和气压表，所述注气口和出气口分别设有电磁阀控制。[0007]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的维持动态压力的电负性气体喷射装置，能够动态维持气压，维持电负性气体释放速度稳定，从而保证物理实验结果的精确性。解决了电负性气体释放中气压不断下降的问题。附图说明[000S]图la、图lb、图1c分别为本发明实施例提供的维持动态压力的电负性气体喷射装置的俯视、侧面、端面结构示意图；[0009]图2为本发明实施例的电负性气体释放装置原理示意图；[0010]图3为本发明实施例的多种气体喷射降低电子密度示意图。具体实施方式[0011]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。[0012]本发明的维持动态压力的电负性气体喷射装置，其较佳的具体实施方式是：[0013]包括气压维持仓，所述气压维持仓内设有活塞，所述活塞与螺杆传动装置连接，所述螺杆传动装置与步进电机连接，所述气压维持仓设有注气口、出气口和气压表，所述注气口和出气口分别设有电磁阀控制。[0014]所述气压维持仓设有活塞位置检测装置。[0015]所述出气口与产生等离子体的真空室相连，所述注气口与电负性气体气瓶相连。[0016]所述气压表、电磁阀控制、步进电机的控制单元和活塞位置检测装置分别与控制系统连接。[0017]本发明的维持动态压力的电负性气体喷射装置，能够动态维持气压，维持电负性气体释放速度稳定，从而保证物理实验结果的精确性。解决了电负性气体释放中气压不断下降的问题。[0018]具体实施例：[0019]图la、图lb、图lc是动态气压维持系统的结构图。其中1为步进电机，2为螺杆传动装置，3为气压维持仓，它是一个气缸，活塞与螺杆传动装置相连，可由步进电机移动，4为注气口，5为出气口，它们都由独立的电磁阀控制，6为气压表。[0020]使用时，先将出气口与产生等离子体的真空室相连，并控制电磁阀关闭出气口，同时控制步进电机推动活塞使得气压维持仓体积最小。此时将注气口与电负性气体气瓶相连，向气压维持仓中注入电负性气体并同时控制步进电机拉开活塞。当气压维持仓注满电负性气体，气压与存放电负性气体的气瓶持平时，关闭注气口。压缩气压维持仓至达到所需的气压，然后打开出气口，此时电负性气体开始向等离子体内注入。气压维持仓内的气压会降低，控制系统由气压表数据和当前活塞位置换算出活塞需要移动的距离，然后控制步进电机以维持气压稳定。（如附图la、图lb、图lc、图2所示）[0021]本发明的优点和积极效果：[0022]与传统方法直接将电负性气体经过减压注入到等离子体内相比，电负性气体动态气压维持装置可以维持电负性气体释放速度稳定，从而保证物理实验结果的精确性。同时，该装置可以对气体进行二次加压，从而对风洞这类高气压等离子体也有应用价值。[0023]样机使用200mm长，100mm直径的气缸并使用螺杆传动，用于释放四氯甲烷，氟利昂等电负性气体以研宄其对等离子体电子密度等参数的影响。使用该装置可获得较准确的释放流量。^们在中国科学技术大学ECR等离子体中开展了释放实验。在等离子体输入功率7〇〇W时，采用多种气体进行测试，如图3所示，每种气体动态喷射均能够很好的降低电子密度。[0024]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

权利要求：1.一种维持动态压力的电负性气体喷射装置，其特征在于，包括气压维持仓，所述气压维持仓内设有活塞，所述活塞与螺杆传动装置连接，所述螺杆传动装置与步进电机连接，所述气压维持仓设有注气口、出气口和气压表，所述注气口和出气口分别设有电磁阀控制。2.根据权利要求1所述的维持动态压力的电负性气体喷射装置，其特征在于，所述气压维持仓设有活塞位置检测装置。3.根据权利要求2所述的维持动态压力的电负性气体喷射装置，其特征在于，所述出气口与产生等离子体的真空室相连，所述注气口与电负性气体气瓶相连。4.根据权利要求3所述的维持动态压力的电负性气体喷射装置，其特征在于，所述气压表、电磁阀控制、步进电机的控制单兀和活塞位置检测装置分别与控制系统连接。

百度查询： 中国科学技术大学 一种维持动态压力的电负性气体喷射装置

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