Visokofrekventna indukcija. Baklja u plazmi visokofrekventnosti. Grijači za indukciju srednjeg razreda

Grijač indukcije - Ovo je električno grijačRad prilikom mijenjanja magnetskog protoka indukcije u zatvorenom vodljivom krugu. Ovaj fenomen se naziva elektromagnetska indukcija. Želite li znati kako radi indukcijski grijač? ZAVODRR. - Ovo je trgovina informacijski portalgdje ćete naći informacije o grijačima.

Vortex indukcijski grijači

Indukcijski svitak je sposoban zagrijavanje bilo kakvog metala, grijači se prikupljaju na tranzistorima i imaju visoku učinkovitost više od 95%, već su dugo zamijenili grijači indukcije žarulje, koji nisu izašli na 60%.

Vortex Indukcijski grijač za beskontaktno zagrijavanje nema gubitke za postavljanje rezonantne slučajnosti operativnih parametara instalacije s parametrima izlaznog oscilirajućeg kruga. Vortex tipa grijači prikupljeni na tranzistorima mogu savršeno analizirati i podesiti izlaznu frekvenciju u automatskom načinu rada.

Grijači za indukciju metala

Grijači za indukcijsko zagrijavanje metala imaju beskontaktan način zbog djelovanja vrtlog polja. Različite vrste grijača prodiru u metal na određenu dubinu od 0,1 do 10 cm, ovisno o odabranoj frekvenciji:

  • visoka frekvencija;
  • prosječna učestalost;
  • ultra visoka frekvencija.

Grijači za indukciju metala Dopustite vam da obradite dijelove ne samo na otvorenim područjima, već i za postavljanje grijanih objekata u izoliranim fotoaparatima u kojima možete stvoriti bilo koju okolinu, kao i vakuum.

Električni induktivni grijač

High frekvencijski grijač za indukciju električne energije Svaki dan dobiva nove načine korištenja. Grijač radi na izmjeničnoj struji. Najčešće se indukcijski električni grijači koriste za dovođenje metala na potrebne temperature u sljedećim operacijama: kovanje, lemljenje, zavarivanje, savijanje, stvrdnjavanje itd. Električni indukcijski grijači, djeluju na visokoj frekvenciji od 30-100 kHz i koriste se za grijanje različiti tipovi mediji i rashladnici.

Električni grijač Nanosi se u mnogim područjima:

  • metalurški (twh grijači, indukcijske peći);
  • izrada instrumenta (elementi za lemljenje);
  • medicinski (proizvodnja i dezinfekcija instrumenta);
  • nakit (proizvodnja nakita);
  • stanovanje i komunalno ( indukcijski kotlovi grijanje);
  • napajanje (indukcijski parni kotlovi).

Grijači za indukciju srednjeg razreda

Kada je potrebno dublje grijanje, indukcijski grijači srednje frekvencije, radne prosječne frekvencije od 1 do 20 kHz. Kompaktan induktor za sve vrste grijača je najrazličitiji oblik, koji je odabran tako da se osigura ravnomjerno zagrijavanje uzoraka najrazličitijeg oblika, a može se provesti određeno lokalno grijanje. Vrsta srednjeg frekvencije će liječiti materijale za kovanje i gašenje, kao i kroz grijanje pod žičanom.

Svjetlo u upravljanju, s učinkovitošću do 100%, indukcijski srednji frekvencijski grijači koriste se za veliki krug tehnologija u metalurgiji (također za taljenje raznih metala), strojarstva, izrade instrumenata i drugih područja.

High-frekvencijski grijači indukcije

Najširi raspon visokofrekventnih indukcijskih grijača. Grijači karakterizira visoka frekvencija od 30-100 kHz i širok raspon kapaciteta od 15-160 kW. Vrsta visoke frekvencije osigurava malu dubinu grijanja, ali to je dovoljno za poboljšanje kemijskih svojstava metala.

Visokofrekventni indukcijski grijači su jednostavni za upravljanje i ekonomično, a istovremeno njihova učinkovitost može doseći 95%. Sve vrste rade kontinuirano dugo, a dvije-bitne verzije (kada se stavi visoki frekvencijski transformator u zasebnu jedinicu) omogućuje 24-satno djelo. Grijač ima 28 vrsta zaštite, od kojih je svaki odgovoran za njegovu funkciju. Primjer: Kontrola vode u sustavu hlađenja.

Ultrahigh-frekvencijski grijači indukcije

Ultrayigh-frekvencijski indukcijski grijači su u odnosu na frekvenciju (100-1,5 MHz) i prodrijeti u dubinu zagrijavanja (do 1 mm). Vrsta superhigh frekvencije je neophodna za liječenje tankih, malih, s malim promjerom dijelova. Korištenje takvih grijača izbjegava neželjene deformacije povezane s grijanjem.

Ultrahegh-frekvencijski indukcijski grijači na JGBT modulima i MOSFET tranzistora imaju ograničenja snage - 3.5-500 kW. Koristi se u elektronici, u proizvodnji visokopreciznih alata, sati, nakita, za proizvodnju žice i za druge svrhe koja uključuju posebnu točnost i filigran.

Blacksmith indukcijski grijači

Glavna svrha indukcijskih grijača kovačanog tipa (ICN) se zagrijava dijelovima ili njihovim dijelovima koji prethodi naknadnom kovanju. Novčanice mogu biti različitih vrsta, legure i oblici. Induction Blacksmith grijači omogućuju vam da nosite cilindrične grese bilo kojim promjerom u automatskom načinu rada:

  • ekonomično, jer troši na grijanje samo nekoliko sekundi i imaju visoku učinkovitost na 95%;
  • jednostavan za korištenje, dopustiti: puna kontrola procesa, poluautomatsko opterećenje-istovar. Postoje opcije S. potpuno automatski;
  • pouzdan i može dugo raditi dugo vremena.

Osovine za indukciju grijača

Indukcijski grijači za otvrdnjavanje osovine Radite zajedno s stvrdnjavanjem. Obrađena stavka je u vertikalnom položaju i rotira unutar fiksnog induktora. Grijač vam omogućuje da koristite sve vrste osovina za serijsko lokalno grijanje, dubina injekcije može biti dionice milimetara u dubini.

Kao rezultat indukcijskog zagrijavanja osovine duž cijele duljine s trenutnim hlađenjem, njegova se čvrstoća i trajnost povećavaju.

Grijači za indukciju cijevi

Sve vrste cijevi mogu se tretirati s indukcijskim grijačima. Grijač cijevi može biti s zrakom ili vodom, s kapacitetom od 10-250 kW, sa sljedećim parametrima:

  • Indukcijska cijev za grijanje s hlađenjem zraka Izvodi se pomoću fleksibilnog induktora i toplinskog pokrivača. Temperatura grijanja prije Temperature 400 ° C i koristite cijevi promjera 20 - 1250 mm s bilo kakvom debljinom zida.
  • Indukcijska cijev za grijanje s hlađenjem vodom Ima temperaturu grijanja od 1600 ° C i koristi se za "savijanje" cijev promjera 20 - 1250 mm.

Svaka opcija termopropriiranja koristi se za poboljšanje kvalitete bilo koje čelične cijevi.

Pirometar za kontrolu grijanja

Jedan od najvažnijih parametara rada indukcijskih grijača - temperatura. Za opreznu kontrolu nad njim, osim ugrađenih senzora, često se koriste infracrveni pirometri. Ovi optički uređaji omogućuju vam da brzo i jednostavno odredite temperaturu onoga što je teško pristupiti (zbog visokog grijanja, vjerojatnosti izloženosti električnoj energiji, itd.) Površina.

Ako spojite pirometar do indukcijskog grijača, ne možete samo pratiti način temperatureali također automatski održava temperaturu grijanja određeno vrijeme.

Princip rada indukcijskih grijača

U induktor tijekom rada se formira magnetsko polje u kojem se nalazi dio. Ovisno o dodijeljenom zadatku (dubina grijanja) i dijelovi (sastav), odabire se frekvencija, može biti od 0,5 do 700 kHz.

Načelo djelovanja grijača prema zakonima fizike glasi: Kada se vodič nalazi u varijabilnom elektromagnetskom polju, formira EMF (elektromotivna sila). Raspored amplituda pokazuje da se pomiče u razmjeru promjeni brzine magnetskog toka. Zbog toga se vrtloge struje formiraju u krugu, čija veličina ovisi o otporu (materijal) vodiča. Prema zakonu, Joule-Lenz, sadašnja dovodi do grijanja vodiča, koji ima otpor.

Načelo rada svih vrsta indukcijskih grijača slično je transformatoru. Vodljivi lilter, koji se nalazi u induktor, sličan je transformatoru (bez magnetskog cjevovoda). Primarna namotaja je induktor, sekundarna induktivnost dijela, a opterećenje je metalni otpor. Kada je tvCh, grijanje se formira "efekt kože", vrtložne struje koje se formiraju unutar obratka, pomičući glavnu struju na površinu vodiča, jer je zagrijavanje metala na površini jači od unutrašnjosti.


Prednosti indukcijskih grijača

Indukcijski grijač ima nesumnjive prednosti i voditelj je među svim vrstama instrumenata. Ova prednost je presavijena u sljedećem:

  • On troši manje struje i ne zagađuje okolni prostor.
  • Prikladan u kontroli, pruža visoka kvaliteta Radi i omogućuje kontrolu procesa.
  • Grijanje kroz zidove komore osigurava posebnu čistoću i sposobnost dobivanja ultrasura legure, dok se taljenje može napraviti u različitim atmosferskim, uključujući inertne plinove i u vakuumu.
  • Uz to, moguće je jedinstveno zagrijavanje dijelova bilo kojeg oblika ili selektivnog zagrijavanja
  • Konačno, indukcijski grijači su univerzalni, što im omogućuje da koriste svugdje, preoblikovanje zastarjele energetski učinkovite i neučinkovite instalacije.


Popravak indukcijskih grijača izrađen je od rezervnih dijelova iz našeg skladišta. U ovom trenutku možemo popraviti sve vrste grijača. Indukcijski grijači su dovoljno pouzdani ako se strogo slijedi upute za uporabu i ne dopustiti opsežnom načinu rada - prije svega pratiti temperaturu i pravilno hlađenje vode.

Suptilnosti rada svih vrsta indukcijskih grijača često nisu u potpunosti objavljene u dokumentaciji proizvođača, njihov popravak treba biti angažiran u kvalificiranim stručnjacima koji su upoznati s detaljnim načelom rada takve opreme.


Video rad indukcijskih srednjim frekvencijskim grijačima

Možete se upoznati s visokofrekventnim videom. grijač indukcije.. prosječna frekvencija se koristi za duboku penetraciju u sve vrste metalnih proizvoda. Mid-frekvencijski grijač je pouzdana i moderna oprema koja radi oko kruga za dobrobit vašeg poduzeća.

I uređaji toplinu u grijanom uređaju označeni su strujama koje proizlaze u naizmjeničnom elektromagnetskom polju unutar jedinice. Zove se indukcija. Kao rezultat njihovog djelovanja, temperatura se podiže. Indukcijsko grijanje metala temelji se na dva glavna fizikalna zakona:

  • Faraday-Maxwell;
  • Jojle Lenza.

U metalnim tijelima, kada se postavljaju naizmjenično polje, vrtložni električni polja počinju se javljaju.

Indukcijsko grijanje uređaja

Sve se događa kako slijedi. Pod djelovanjem naizmjenične, elektromotivne sile (EMF) indukcijskih promjena.

EMF djeluje tako da vrtložne struje teče unutar tijela, koja dodjeljuju toplinu u potpunosti u skladu sa zakonom Južnik-Lenz. EMU također generira naizmjeničnu struju u metalu. U tom slučaju, toplinska energija se oslobađa, što dovodi do povećanja temperature metala.

Ova vrsta grijanja je najjednostavnija, kao što je to ne-kontakt. Omogućuje vam da postignete vrlo visoke temperaturegdje možete podnijeti

Kako biste osigurali indukcijsko grijanje, morate stvoriti određeni napon i frekvenciju u elektromagnetskim poljima. To možete učiniti u posebnom uređaju - induktor. Pojavljuje se industrijskom mrežom u 50 Hz. Možete koristiti pojedinačne izvore napajanja za ovo - pretvarače i generatore.

Najjednostavniji niskofrekventni induktorski uređaj je spiralni (izolirani vodič), koji se može postaviti unutar metalne cijevi ili namotati na njemu. Prolazne struje zagrijavaju cijev, koja, zauzvrat, prenosi toplinu okoliš.

Korištenje indukcijskog grijanja na malim frekvencijama je vrlo rijetko. Zajednička obrada metala na srednjoj i visokoj frekvenciji.

Takvi uređaji imaju da magnetski val pada na površinu gdje se priguši. Tijelo pretvara energiju ovog vala u toplinu. Da bi se postigao maksimalni učinak, obje komponente moraju biti blizu u obliku.

Gdje se koriste

Korištenje indukcijskog grijanja u suvremenom svijetu je rasprostranjena. Opseg:

  • mljeveni metali, njihovo lemljenje na beskontaktan način;
  • dobivanje novih metalnih legura;
  • strojarstvo;
  • nakit;
  • stvaranje malih dijelova koji se mogu oštetiti prilikom primjene drugih metoda;
  • (i dijelovi mogu biti najsloženija konfiguracija);
  • toplinska obrada (rukovanje dijelovima za strojeve, očvrsne površine);
  • lijek (dezinfekcija instrumenata i alata).

Indukcijsko grijanje: Pozitivne značajke

Ova metoda ima mnogo prednosti:

  • Uz to, možete brzo zagrijati i rastopiti bilo koji vodljiv materijal.
  • Omogućuje grijanje u bilo kojem okruženju: u vakuumu, atmosferi, ne-strujni fluid.
  • Zbog činjenice da se samo vodeći materijal zagrijava, zidovi, slabo upijajući valovi ostaju hladni.
  • U specijaliziranim područjima metalurgije, dobivanje legura ultrapusa. Ovo je zabavan proces, jer se metali miješaju u školjku zaštitnog plina.

  • U usporedbi s drugim vrstama, indukcija ne zagađuje okoliš. Ako, u slučaju plinskih plamenika, onečišćenje je prisutno, kao iu grijanju luka, indukcija će isključiti, zbog "čistog" elektromagnetskog zračenja.
  • Veličina malog induktora.
  • Mogućnost proizvodnje induktora bilo kojeg oblika, to neće dovesti do lokalnog grijanja i pridonijeti jedinstvenoj raspodjeli topline.
  • Neophodno ako je potrebno zagrijati samo određeno područje površine.
  • Nije moguće konfigurirati takvu opremu u željeni način i regulirati ga.

nedostaci

Sustav ima takve minuse:

  • Samostalno instalirajte i podesite vrstu grijanja (indukcije), a njegova oprema je vrlo teška. Bolje je kontaktirati stručnjake.
  • Potreba za točno uspoređivanje induktora i obratka, inače neće biti dovoljno indukcijskog grijanja, njezina snaga može doseći male vrijednosti.

Grijanje s indukcijskom opremom

Da biste dogovorili individualno grijanje, može se razmotriti takvo ostvarenje kao indukcijsko grijanje.

Transformator se sastoji od dvije vrste namotaja: primarna i sekundarna (koja je zauzvrat kratko zatvorena) kao agregat.

Kako radi

Načelo rada uobičajenog induktora: vortex tokovi prolaze unutra i šalju električno polje u drugi slučaj.

Dakle, voda je prolazila kroz takav kotao, dvije mlaznice se dodaju: za hladnoću, koja dolazi, a na izlazu tople vode - drugu mlaznicu. Zbog tlaka, voda se stalno cirkulira, što eliminira mogućnost zagrijavanja induktorskog elementa. Prisutnost ljestvice je isključena, jer se stalne vibracije javljaju u induktoru.

Takav element u službi bit će jeftin. Glavni plus je da uređaj radi tiho. Možete ga instalirati u bilo koju sobu.

Samo proizvodnja oprema

Instalacija indukcijskog grijanja velike složenosti neće biti. Čak i onaj koji nema iskustva, nakon pažljive studije, može se nositi s zadatkom. Prije početka rada morate zališiti sljedeće potrebne elemente:

  • Pretvarač. Može se koristiti stroj za zavarivanjeOn je jeftin i bit će potrebna visoka frekvencija. Možete to učiniti sami. Ali ovo je dugotrajno vrijeme.
  • Kućište grijača (za ovaj komad stane plastična cijev, Indukcijska toplinska grijanja u ovom slučaju bit će najučinkovitije).
  • Materijal (žica promjera ne više od sedam milimetara).
  • Uređaji za povezivanje induktora na grijaću mrežu.
  • Rešetka za držanje žice unutar induktora.
  • Indukcijski svitak se može stvoriti iz (mora biti emajled).
  • Pumpa (tako da se voda dovodi u induktor).

Pravila za proizvodnju opreme sami

Da bi se instalacija indukcijskog grijanja ispravno radila, struja za takvog proizvoda mora odgovarati snazi \u200b\u200b(trebala bi biti najmanje 15 pojačala, ako je potrebno, onda je moguće.

  • Žica mora biti narezana na komade ne više od pet centimetara. Potrebno je za učinkovito grijanje u visokofrekventnom polju.
  • Kućište mora biti u promjeru ne manje od pripravne žice i imaju debele zidove.
  • Za montažu na grijaću mrežu na jednoj strani strukture, pričvršćen je poseban adapter.
  • Na dnu cijevi morate staviti mrežu da spriječi gubitak žice.
  • Potonji je potrebno u takvoj količini tako da ispunjava sve unutarnje prostora.
  • Dizajn se zatvara, adapter je postavljen.
  • Zatim konstruirajte navojku iz ove cijevi. Da biste to učinili, vjetra je već ubrana. Mora se promatrati broj okretaja: najmanje 80, najviše 90.
  • Nakon povezivanja s sustavom grijanja, voda se izlije u uređaj. Zavojnica je spojena na ubrani pretvarač.
  • Ugradite crpku za dovod vode.
  • Montirani regulator temperature.

Prema tome, izračun indukcijskog grijanja ovisit će o sljedećim parametrima: duljinu, promjeru, temperaturi i vremenu obrade. Obratite pozornost na induktivnost pratnje induktor guma, što može biti mnogo više indikatora induktora.

O kuhanju površina

Druga uporaba u kućnoj uporabi, osim sustava grijanja, ova vrsta Grijanje pronađeno B. topli paneli Tanjur.

Ova površina ima oblik običnog transformatora. Zavojnica je skrivena ispod površine ploče, koja može biti stakla ili keramika. Prolazi struju. Ovo je prvi dio zavojnice. Ali drugi je jela u kojoj će se napraviti kuhanje. Na dnu jela stvaraju vrtložne struje. Oni se zagrijavaju na prvim jelima, a zatim proizvode u njemu.

Toplina će biti dodijeljena samo kada će površina ploče biti tedodown.

Ako je odsutan, ne događa se nikakva radnja. Indukcijska zona grijanja odgovara promjeru posuđa na njega.

Za takve ploče trebaju posebna jela. Većina feromagnetskih metala može se konzumirati s indukcijskim poljem: aluminij, nehrđajući i emajlirani čelik, lijevano željezo. Nije prikladno za takve površine samo: bakar, keramika, stakla i izrađene od nefernijetskih metala posuđa.

Naravno, uključit će se samo kada će se instalirati prikladan pribor.

Moderne ploče opremljene su elektroničkom upravljačkom jedinicom koja vam omogućuje prepoznavanje praznih i neprikladnih za uporabu posuđa. Glavne prednosti kuhanja su: sigurnost, jednostavnost čišćenja, brzine, učinkovitost, učinkovitost. Na površini panela nikada ne može gori.

Dakle, otkrili smo gdje se koristi ova vrsta grijanja (indukcije).

Glavna značajka indukcijskog grijanja je konverzija električne energije za zagrijavanje pomoću izmjeničnog magnetskog toka, tj. Induktivni put. Ako, na cilindričnoj spiralnoj zavojnici (induktor) prolazi naizmjeničnoj električnoj struji I, tada se naizmjenično magnetsko polje F formira oko zavojnice, kao što je prikazano na Sl. 1-17, u. Magnetski fluks ima najveću gustoću unutar svitka. Kada se metalni vodič stavi u šupljinu metalnog vodiča u materijalu, pojavljuje se elektromotivna sila, čija je trenutna vrijednost jednaka:

Pod utjecajem ED. U metalu postavljenom u magnetskom polju brzog djelovanja, nastaje struja električna struja, čija je veličina prvenstveno ovisi o veličini magnetskog toka, prelazeći konturu grijanog materijala i frekvenciju struje F formiranje magnetskog toka ,

Otpuštanje topline tijekom indukcijskog zagrijavanja nastaje izravno u volumenu zagrijanog materijala, s većinom topline dodijeljene u površinskim slojevima grijanog dijela (površinski učinak). Debljina sloja u kojem se javlja najaktivnije otpuštanje topline, jednak je:

gdje je ρ otporan, ohm * cm; μ - relativna magnetska permeabilnost materijala; F - frekvencija, Hz.

Iz gornje formule, može se vidjeti da se debljina aktivnog sloja (dubina penetracije) smanjuje za ovaj metal s povećanjem učestalosti. Odabir frekvencije ovisi uglavnom o tehnološkim zahtjevima. Na primjer, kada će biti potrebna tkanje metala, frekvencija 50 - 2500 Hz bit će potrebna, kada je zagrijana je do 10.000 Hz, s površinskim stvrdnjavanjem - 30.000 Hz i još mnogo toga.

Kada se mijenja lijevano željezo, koristi se industrijska frekvencija (50 Hz), što vam omogućuje da povećate ukupno KP. Instalacije, kao što isključuju gubitak energije na frekvencijskoj konverziji.

Indukcijsko grijanje je high-speed, budući da je toplina istaknuta izravno u debljinu zagrijanog metala, koji omogućuje taljenje metala u indukcijskim električnim šupljinama 2-3 puta brže nego u reflektirajućim plamenima.

Grijanje s visokim frekvencijskim strujama može se napraviti u bilo kojoj atmosferi; Indukcijske toplinske instalacije ne zahtijevaju vrijeme za zagrijavanje i jednostavno ugrađivanje u automatsko i pojednostavljenje. Korištenje indukcijskog grijanja, temperature se mogu postići do 3000 ° C i više.

Zbog svojih prednosti, visokofrekventno grijanje se naširoko koristi u metalurškoj, inženjerskoj i metalnoj industriji, gdje se koristi za taljenje metala, s toplinskom obradom dijelova, grijanjem pod žičanom itd.

Načelo rada indukcijskih peći. Načelo indukcijskog grijanja



Načelo indukcijskog grijanja sastoji se u pretvaranju energije elektromagnetskog polja, apsorbiranim u električno vodljivim grijanim predmetom, u toplinsku energiju.

U postrojenjima indukcijskog grijanja, elektromagnetsko polje stvara induktor, koji je multi-os cilindrični svitak (solenoid). Promjenjiva električna struja prolazi kroz induktor, kao rezultat kojih se kroz induktor javlja varijable varijable magnetskog polja oko induktora. Ovo je prva konverzija energije elektromagnetskog polja opisanog prvom jednadžbom Maxwell.

Grijani objekt nalazi se unutar induktor ili pored njega. Promjena (u vremenu) vektorska struja magnetske indukcije koju je induktor prožima grijani objekt i inducira električno polje. Električne linije ovog polja nalaze se u ravnini okomito na smjer magnetskog toka i zatvorene su, tj. Električno polje u grijanom objektu je vrtlog. Pod utjecajem električnog polja, prema zakonu OHM-a, nastaju struje vodljivosti (vrtložne struje). Ovo je druga konverzija energije elektromagnetskog polja opisanog od strane druge jednadžbe Maxwell.

U zagrijanom objektu energija induciranog naizmjeničnog električnog polja se nepovratno kreće u toplinsku. Takva toplinska disperzija energije, posljedica toga je zagrijavanje objekta, određuje se postojanjem struje vodljivosti (vrtložne struje). Ovo je treća konverzija energije elektromagnetskog polja, a energetski omjer ove transformacije opisao je Lenza-Joule Zakon.

Opisane transformacije energije elektromagnetskog polja omogućuju:
1) Prijenos električne energije induktora u zagrijani objekt bez pribjegavanja kontaktima (za razliku od peći otpornosti)
2) Odaberite toplinu izravno u grijani objekt (tzv. Stopa grijanja značajno se povećava (u usporedbi s takozvanom "peć s vanjskim izvorom grijanja").



Veličina struje električnog polja u zagrijanom objektu utječe dva čimbenika: veličinu magnetskog toka, tj. Broj magnetskih vodova koji prožimaju objekt (ili povezani s grijanim predmetom), a frekvencija struje hrane, IE stope promjene (u vremenu) magnetskog toka zarobljenog s grijanim predmetom.

To omogućuje obavljanje dvije vrste instalacija indukcijskog grijanja, koje se razlikuju u dizajnerskim i operativnim svojstvima: indukcijske instalacije s jezgrom i bez jezgre.

U tehnološkoj svrsi ugradnje indukcijskog grijanja podijeljena je na peći za taljenje za taljenje metala i instalacija grijanja za toplinsku obradu (gašenje, odmor), za grijanje praznine ispred plastične deformacije (kovanje, žigosanje), za zavarivanje, lemljenje i površine, za kemijske proizvode za toplinsku obradu, itd.

Učestalost promjena u strujnom opskrbljuju ugradnju indukcijskog grijanja, razlikovati:
1) Instalacije industrijskih frekvencija (50 Hz) hrane se na mreži izravno ili kroz niže transformatore;
2) instalacije povećane frekvencije (500-10000 Hz) koje primaju energetske ili poluvodičke frekvencije pretvarača;
3) High-frekvencijske postavke (66.000-440,000 Hz i gore) pokreće elektronički generatori svjetiljke.

Pošaljite dobro djelo u bazu znanja je jednostavna. Koristite obrazac ispod

Učenici, diplomirani studenti, mladi znanstvenici koji koriste bazu znanja u studijima i radu bit će vam vrlo zahvalni.

Objavio http://www.llbest.ru/

HF - Iscjedak za indukciju: uvjeti izgaranja, dizajn i opseg

Uvod

Jedno od najvažnijih pitanja organizacije plazme tehnološki procesi Je li razvoj izvora plazme s nekretninama optimalnim za ovu tehnologiju, na primjer: visoka homogenost definirana gustoćom plazme, energijom nabijenih čestica i koncentracija kemijski aktivnih radikala. Analiza pokazuje da su izvori visokofrekventnosti (HF) u plazmi najviše obećavajuće za uporabu u industrijskim tehnologijama, jer, prvo, uz njihovu pomoć, i vodljivi i dielektrični materijali mogu se obraditi i drugo, ne samo inertne, ali i kemijski aktivni plinovi mogu se koristiti kao radni plinovi. Danas su poznati izvori u plazmi na temelju kapacitivnog i induktivnog RF pražnjenja. Značajka kapacitivnog RF pražnjenja, koja se najčešće koristi u elektrologijama u plazmi, je postojanje elektrode sloja volumetrijskog punjenja, u kojem je prosjek u vremenu formiran padom u potencijalnim ubrzanim ionima u smjeru elektrode , To vam omogućuje da obradite uzorke materijala pomoću ubrzanih iona koji se nalaze na HF kapacitivnim ispusnim elektrodama. Nedostatak izvora kapacitivnog RF pražnjenja je relativno niska koncentracija elektrona u glavnom volumenu plazme. Značajno veća koncentracija elektrona s istim RF kapacitetima karakteristično je za induktivne RF ispuštanja.

Induktivni HF-iscjedak je poznat već više od stotinu godina. To je iscjedak uzbuđen trenutnom strujom na induktor koji se nalazi na strani ili krajnjoj površini, u pravilu, cilindrični izvor plazme. Godine 1891., J. Thomson je predložio da je induktivni rang pozvan i održavan od strane Vortex električnog polja, koji je stvoren magnetskim poljem, pak, izazvan trenutnom strujom od strane antene. Godine 1928-1929, paulumizirajući s J. Thosendom, D. Townsend i R. Donaldson je izrazio ideju da je induktivni HF rang podržan od strane ne-vrtrskih električnih polja, ali po potencijalnom, koji se pojavljuju zbog prisutnosti potencijalne razlike između induktora okreće. Godine 1929. K. Mac-Cinton eksperimentalno je pokazao mogućnost postojanja dva načina spaljivanja ispuštanja. Uz male amplitude RF napona, iscjedak se doista dogodio pod djelovanjem električnog polja između zavojnica zavojnice i nosila je karakter slabog uzdužnog sjaja duž cijele cijevi za ispuštanje plina. Uz povećanje amplitude RF napona, sjaj je postao svjetliji i konačno je došlo do pražnjenja prstena. Sjaj uzrokovan uzdužnim električnim polje nestao je. Nakon toga, ova dva oblika pražnjenja nazvana je električno pražnjenje, respektivno.

Područje postojanja induktivnog otpusta može se podijeliti u dva velika područja: to visokotlačni (narudžba atmosferski pritisak), u kojima je stvorena plazma blizu ravnoteže, i niski pritisakNa kojoj je generirana plazma nejedna.

Periodični ispuštanja. Plazma hf i mikrovalna pražnjenja. Vrste visokofrekventnih ispuštanja

Uzbuditi i održavati pražnjenje sjaja izravna struja Potrebno je da su dvije vodljive (metalne) elektrode u izravnom kontaktu s područjem plazme. S tehnološkog stajališta, takav dizajn kemijskog reaktora plazme nije uvijek udoban. Prvo, kada se procesi primjene plazme dielektričnih premaza, ne-vodljivi film također mogu formirati na elektrode. To će dovesti do povećanja nestabilnosti ispuštanja i na kraju za njegovo prigušenje. Drugo, u reaktorima s unutarnjim elektrodama uvijek postoji problem dojmova ciljnog procesa s materijalima koji su uklonjeni iz površine elektrode tijekom fizičkog raspršivanja ili kemijskih reakcija s česticama plazme. Izbjegavajte te probleme, uključujući i potpuno, napustiti uporabu unutarnjih elektroda, omogućuje korištenje periodičnih ispuštanja uzbuđenih ne tražnim i naizmjenično električno polje.

Glavni učinci koji se javljaju u periodičnom pražnjenju određuju se odnosima između karakterističnih frekvencija procesa plazme i učestalosti priloženog polja. Preporučljivo je razmotriti tri karakteristične slučajeve:

Niske frekvencije. S frekvencijama vanjskog polja do 10 2 - 10 3 Hz, situacija je blizu provedene u konstantnoj električno polje, Međutim, ako je karakteristična učestalost uništavanja troškova VD manja od frekvencije polja W (vd? W), troškove nakon promjene polja polja imate vremena da nestane ranije od vrijednosti polja će doseći vrijednost dovoljan za održavanje pražnjenja. Tada će iscjedak dva puta izaći i pristupiti tijekom razdoblja promjene u polju. Napon za ponovno paljenje ispuštanja treba ovisiti o učestalosti. Što je veća učestalost, manji udio elektrona imat će vremena da nestane tijekom postojanja polja nedovoljnog za održavanje iscjedka, niže potencijal ponovnog paljenja. Pri niskim frekvencijama nakon kvara, omjer između struje i napona izgaranja odgovara statičkom volja karakteristike za pražnjenje (sl. 1, krivulja 1). Promjene parametara pražnjenja "Pratite" promjene napona.

Srednje frekvencije. Uz povećanje frekvencije kada su karakteristične frekvencije procesa plazme razmjerni i nešto manje od frekvencije polja (v d? W), stanje pražnjenja ne ima vremena za "slijediti" promjenom napona napajanja. U dinamičkoj bateriji se pojavljuje histereza (slika 1, krivulja 2).

Visoke frekvencije. Prilikom izvođenja stanja< v d <

Sl. 1. Značajke povremenih ispuštanja: 1-statički način, 2 - u tranzicijskoj regiji, 3 - uspostavljena dinamička ispiranja

Postoje mnoge vrste električnih ispuštanja u plinu ovisno o prirodi primijenjenog polja (konstantno električno polje, varijabilna, pulsirana, (HF), preko visoke frekvencije (mikrovalna pećnica), na tlaku plina, oblika i mjesta elektrode itd.

Za RF uređaje postoje sljedeće metode uzbude: 1) kapacitivni na frekvencijama manje od 10 kHz, 2) indukcije na frekvencijama u rasponu od 100 kHz - 100 MHz. Ove metode uzbude impliciraju korištenje podataka generatora raspona. Uz kapacitivnu metodu uzbude, elektrode se mogu ugraditi unutar radne komore ili izvana ako je fotoaparat izrađen od dielektričnog (Sl. 2 A, B). Za indukcijske metode koriste se posebni zavojnici, broj okretaja ovisi o korištenoj frekvenciji (sl. 2 b).

HF indukcijski iscjedak

Poznavanje visokofrekventnog indukcije (elektromatika) u plinovima je poznato još od kraja prošlog stoljeća. Međutim, nije bilo potpuno shvaćeno. Indukcijska pražnjenje je lako promatrati ako unutar solenoida, prema kojem je prilično jak teče visoke frekvencije, stavite dampinsku posudu. Pod djelovanjem Vortex električnog polja, koji se inducira varijabilnim magnetskim tokovima, razvrstavanje se javlja u preostalom plinu i ispuštanje je osvijetljen. Na održavanju iscjedka (ionizacije), duwle se troši toplinom struja za indukciju prstena koje teče u ioniziranom plinu duž električnih linija električnog električnog polja Vortex (magnetske snage unutar duge solenoide paralelne s osi; Slika 3) ,

Shema3 Shema polja u solenoidu

Među starim radovima na Elektrodeless pražnjenje, najizraženija studija pripadaju J.Tomsonu 2, koja je posebno eksperimentalno dokazala indukcijska priroda ispuštanja i donijela teorijske uvjete paljenja: ovisnost praga za kvar magnetsko polje na tlaku plina (i frekvencije). Poput krivulja pashena za razgradnju pražnjenja jaz u konstantnom električnom polju, krivulje paljenja imaju minimum. Za praktičan raspon frekvencija (od desetina do desetaka Meghertz), minima se nalazi u području niskih tlaka; Stoga se iscjedak obično promatra samo u vrlo rijetkim plinovima.

Uvjeti izgaranja HF - Iscjedak za indukciju

Induktivni HF-iscjedak je iscjedak koji je uzbuđen strujom koji teče induktor koji se nalazi na strani ili krajnjoj površini, u pravilu, cilindrični izvor plazme (Sl. 4a, b). Središnje pitanje fizike induktivno ispuštanje niskog tlaka je pitanje mehanizama i učinkovitosti apsorpcije HF-a Power Plasma. Poznato je da s čisto induktivnim pobudom HF pražnjenja, njegov ekvivalentni krug može biti predstavljen kao što je prikazano na Sl. 1g. RF generator se ukrcava u transformator, čiji je primarni namotati se sastoji od antene, koja teče struja stvorenog generatorom, a sekundarni namota je struja inducirana u plazmi. Primarni i sekundarni namotač transformatora povezan je s zajedničkim koeficijentom indukcije M. Shema transformatora može se lako reducirati na dijagram sekvencijalno spojenog aktivnog udara i induktivnosti antene, ekvivalentne otpornosti i induktivnosti plazme (sl. 4d), tako da Snaga RF generatora p gen uključuje povezanu s napajanjem P an u antenu i snagom P1, istaknuta u plazmi, izrazi

gdje sam trenutno teče kroz antenu, p ant - aktivni otpor antene, R p 1 je ekvivalentna otpornost u plazmi.

Iz formula (1) i (2) može se vidjeti da kada se opterećenje koordinira s generatorom, aktivni RF snaga PCEN, dao generator u vanjski lanac, distribuira se između dva kanala, naime: jedan dio Moć ide na grijanje antene, a drugi dio apsorbira plazmu. Ranije u ogromnom broju radova priori bi trebao biti u eksperimentalnim uvjetima

R pl\u003e r antVv (3)

i svojstva plazme određena je snagom RF generatora koji se u potpunosti apsorbira u plazmi. Sredinom 1990-ih, V. Annak sa zaposlenicima uvjerljivo je pokazao da u ispuštanju niskih tlaka, omjer (3) može kršiti. Očito, pod uvjetom

R pi? R mrav (4)

ponašanje induktivnog HF pražnjenja mijenja se radikalno.

Sl. četiri, Sheme (a, b) induktivne izvore plazme i (c) induktivni izvor plazme s kapacitivnom komponentom, (g, e) ekvivalentne sheme čistog induktivnog otpusta.

Sada parametri plazme ovise ne samo o snazi \u200b\u200bRF generatora, već i na ekvivalentnoj otpornosti u plazmi, koji, zauzvrat, ovisi o parametrima plazme i njegovim uvjetima održavanja. To dovodi do pojave novih učinaka povezanih s samozauzdanom preraspodjelom moći u vanjskom krugu ispuštanja. Potonji može značajno utjecati na učinkovitost izvora plazme. Očito, ključ za razumijevanje ponašanja ispuštanja u načinima koji odgovara nejednakosti (4), kao i optimiziranje rada plazma uređaja leži u obrascima promjena u ekvivalentnoj otpornosti u plazmi kada se parametri plazme mijenjaju i uvjeti za održavanje iscjedka.

Dizajn pražnjenja za indukciju HF-a

Temelji za suvremene istraživanja i primjene ispuštanja neelektrode položili su radovi G. I. Babat, koji su održani u ratu u elektrani u Lenjingradu? Svetlana?. Ovi radovi su objavljeni 1942. godine. 3 i postali su široko poznati u inozemstvu nakon objavljivanja u Engleskoj 1947. godine do atmosferskog. Babat je radio u rasponu od 3-62 MHz, inductors se sastojao od nekoliko okretaja promjera oko 10 cm. U kategoriji visokog tlaka, uvedena je velika moć u nekoliko desetaka kilovat (međutim, takve vrijednosti su visoko za moderne instalacije). ? Pauza? Zrak ili drugi plin na atmosferskom tlaku, naravno, nije bio moguć ni s najvećim strujama u induktoru, da bi se zapalio pražnjenje moralo poduzeti posebne mjere. Najlakši način bio je pobuditi iscjedak pri niskom tlaku, kada su polja za probijanje male, a zatim postupno povećavaju tlak, donoseći je na atmosfersku. Babat je primijetio da kada plin teče kroz kategoriju, potonji se može otplatiti ako je puhanje previše intenzivno. Na visokim tlakovima otkriven je učinak kontragracije, F E. Odvajanje ispuštanja iz zidova pražnjenje. Pedesetih godina prošlog stoljeća pojavilo se nekoliko članaka na Elektrodomeletom 5 ~ 7. Kabanne 5 je ispitala ispuštanja u inertnim plinovima na niskim tlakovima od 0,05 do 100 mm Hg. Umjetnost. i male kapacitete do 1 KET na frekvencijama 1-3 MHz, utvrđene krivulje paljenja, kalorimetrijska metoda je izmjerena napajanjem u kategoriju, koncentracije elektrona izmjerene pomoću sonda. Krivulje paljenja u mnogim plinovima također su dobivene u 7. U radu 6, pokušaj je napravljen da koristi iscjedak za ultraljubičastu spektroskopiju. Elektrodev plazma plamenik, koji je vrlo blizu trenutnih instalacija, dizajniran je Reedom 1960. godine. 8. Shema i fotografija prikazana su na Sl. 2. Kvarcni cijev s promjerom od 2,6 cm pokrivena je peto-smjerni induktor napravljen od bakrene cijevi s udaljenosti između okreta od 0,78 cm. Napajanje je poslužio industrijskim visokofrekventnim generatorom s maksimalnom izlaznom snagom od 10 ket; Radna frekvencija 4 MHz. Za zapaljenje ispuštanja korištena je pokretna grafitna šipka. Šipka, dodged u induktor, zagrijava se u visokofrekventnom polju i emitiranim elektronima. Zagrijava se i okolni plin se širi, a u njemu se nalazi kvar. Nakon paljenja, šipka se uklanja, a pražnjenje se nastavlja sagorijevati. Najznačajniji trenutak u ovoj instalaciji bio je uporaba dovoda tangencijalnog plina. Reed je ukazao na to da bi se dobivena plazma trebala brzo proširiti na protok plina, težeći ga srušiti. U suprotnom, iscjedak će izaći, kao što se događa s nestabiliziranim plamenom. Na niskim brzinama struje, održavanje plazme može pružiti zajedničku toplinsku vodljivost. (Uloga toplinske vodljivosti u prazninama pod visokim tlakom također je zabilježila Kabann 5). Međutim, pri visokim stopama opskrbe plinom potrebno je poduzeti mjere za recikliranje dijela plazme. Zadovoljavajuće rješenje ovog problema bila je stabilizacija vrtloga koja se koristi reeda, na kojoj se plin hrani na cijev na tangenta i prolazi kroz nju, što je pokretanje vijka. Zbog centrifugalnog plinskog otjecanja u dijelu za oporavak cijevi se formira nizak tlačni post. Ovdje gotovo nema aksijalnog protoka, a dio plazme je usisavanje uzvodno. Što je veća stopa hrane za životinje, veća je luminozna plazma prodirila u potok. Osim toga, s ovom metodom opskrbe plinovitih tokova duž cijevi uglavnom na njegovim zidovima, pritisne ispust iz zidova i izolira posljednju od razarajuće djelovanje visokih temperatura, što omogućuje rad na povišenim objektima. Ove kvalitativna razmatranja, ukratko izražena Reedom, vrlo su važne za razumijevanje fenomena, iako mogu, a ne točno ne odražavaju stvorenje slučaja. Što se tiče održavanja plazme, koji se čini najozbiljnijim pri razmatranju stacionarnog stabiliziranog ispuštanja u protoku plina, vratit ćemo se niže, u ch. Iv.

Reed je radio s argonom i s argonskim mješavinama s helijem, vodikom, kisikom, zrakom. Primijetio je da je najlakše održavati pražnjenje u čistom armonu. Troškovi argona bili su 10-20 l / min (prosječni dio cijevi za brzinu plina 30--40 cm / s) kada je kapacitet od 1,5 do 3 kete, koji čine otprilike polovicu energije koju konzumira generator u pražnjenje. Reed je odredio ravnotežu energije u plazmi, a optička metoda izmjerila je prostornu raspodjelu temperature plazme.

Objavio je još nekoliko članaka: na snažnim ispuštanju indukcije na niskim pritiscima 9, o mjerenjima prijenosa topline na sonde napravljene na različite točke plazme Torch10, na uzgoju kristala vatrostalnih materijala pomoću indukcijskog plamenika i.

Indukcijski plamenik plazme, sličan jahanju, bio je donekle kasnije opisan u djelima Rb4 5 "4 6. Papir je ga koristio za uzgoj kristala i proizvodnju sfernih čestica vatrostalnih materijala.

Počevši od oko 1963. godine, u našem i inozemnom tisku nalaze se brojna radova posvećena eksperimentalnom proučavanju ispuštanja indukcije visokog tlaka u zatvorenim plovilima i protoku plina1 2-3 3 ѓe 4 0-4 4-5 3 ѓe 8 0.

Prostorna raspodjela temperature u području pražnjenja i u plazmi se mjeri distribucija elektroničkih koncentracija. Ovdje se koriste poznati optički, spektralni i metode sonde, obično se koriste u proučavanju ispuštanja plazme luka. Kapaciteti uloženi u kategoriju mjere se na različitim naprezanjima na induktor, različita potrošnja plina, razne ovisnosti o parametrima za različite plinove, frekvencije itd. Teško je uspostaviti neke jedinstvene ovisnosti, recimo, temperature plazme iz energije uložene u kategoriju, Pa kako to sve ovisi o specifičnim uvjetima: promjer cijevi, geometrija induktora, brzina opskrbe plinom, itd., Ukupan rezultat mnogih radova je zaključak da je snagom reda od nekoliko ili deset ili deset kilovat, temperatura argona plazme doseže oko 9000--10,000 ° K.

Raspodjela temperature uglavnom karakterizira visoravni? U sredini cijevi i oštro spada u zidove, međutim? Plato? Ne sasvim ni u središnjem dijelu ispada da je mali neuspjeh količine obično nekoliko stotina stupnjeva. U drugim plinskim plinovima, postoji i oko 10.000 °, ovisno o vrsti plina i drugih uvjeta. U zraku, temperature su niže nego u argonu na istoj moći, a naprotiv, za postizanje iste temperature potrebno je nekoliko puta velika snaga 31. Temperatura neznatno raste s povećanjem snage i slabo ovisi o brzini protoka plina , Na sl. Pokazalo se da ilustriraju raspodjelu temperature duž radijusa, temperaturna polja (izoterm), raspodjelu elektroničkih koncentracija. Eksperimenti27 pokazali su da s povećanjem stope opskrbe i protok plina (s tangencijalnom opskrbom), iscjedak se sve više pritisne iz zidova, a radijus ispuštanja varira od oko 0,8 do 0,4 radijusa cijevi. S povećanjem protoka plina, snaga je neznatno smanjena i smanjena snaga se smanjuje, koja je povezana s smanjenjem radijusa ispuštanja, tj. Protok ili potrošnju toka ili plazme. Kada se ispusti u zatvorenim posudama, bez kanala plina, svjetlucalo je područje ispuštanja obično vrlo blizu bočnim zidovima posude. Mjerenja koncentracija elektrona pokazala su da je stanje plazme na atmosferskom tlaku blizu. Termodinamički ravnoteža. Izmjerene koncentracije i temperature s zadovoljavajućom točnosti su složene u jednadžbu SAH.

Indukcija HF - iscjedak

Trenutno se poznati nisko tlačni izvori plazme Uvjeti elektroničke ciklotronske rezonancije (ECR) i uvjeti uzbuđenje helikona i valova trivelpis - zlata (TG) (u daljnjem tekstu: izvori helikona).

Poznato je da su u plazmi induktivnog ispuštanja HF električnih polja, oni su kože, tj. Elektronsko grijanje se provodi u uskom polaznom sloju. Pod primjenom na plazmu induktivnog RF ispuštanja vanjskog magnetskog polja, područja transparentnosti pojavljuju se u kojima je dohodak u plazmi prodrla i zagrijavanje elektrona se provodi kroz njegov volumen. Taj se učinak koristi u izvorima u plazmi, načelo rada temelji se na ECR-u. Takvi izvori rade uglavnom u mikrovalnoj pećnici (2.45 GHz). Mikrovalno zračenje se uvodi, u pravilu, kroz kvarcni prozor u cilindričnu posudu za ispuštanje plina, u kojoj se formira nehomogeno magnetsko polje pomoću magneta. Magnetsko polje karakterizira prisutnost jedne ili više rezonantnih zona, u kojima se provode uvjeti ECR i javlja se snaga RF u plazmi. U radiofrekvencijskom rasponu, ECR se koristi u takozvanim izvorima plazme s neutralnom konturom. Značajna uloga u stvaranju plazme i formiranje strukture pražnjenja igra neutralnu konturu, koja je kontinuirani slijed točaka s nultim magnetskim poljem. Zatvoreni magnetski krug se formira pomoću tri elektromagneta. Struje u namotima gornjih i donjih zavojnica imaju isti smjer. Struja srednjeg zavojnica u suprotnom smjeru. RF indukcijski iscjedak s neutralnim krugom karakterizira visoka gustoća plazme (10 11-10 12 cm ~ 3) i nisku temperaturu elektrone (1 -4 EV).

Induktivno pražnjenje bez vanjskog magnetskog polja

Kao neovisna varijabla duž osi Abscisa, PI moć je odgođena, apsorbirana u plazmi. Prirodno je pretpostaviti da je gustoća plazme P e proporcionalna PI, ali treba napomenuti da se za različite izvore plazme, koeficijenti proporcionalnosti između P pi i p e razlikuju. Kao što se može vidjeti, opća tendencija ponašanja ekvivalentnog otpora RB je njezino povećanje u području relativno malih vrijednosti ugniježđene snage, a zatim njegove zasićenosti.

Nasuprot tome, u području visokih koncentracija elektrona, gdje prevladavajuća apsorpcija prevladava, tj. U abnormalnom učinku kože ovisnost R pl (n e) je blizu srednje dobivene disperzije. Općenito, ne-monotoničnost ovisnosti o ekvivalentnoj otpornosti iz gustoće plazme objašnjava se natjecanjem dvaju čimbenika: s jedne strane, apsorpcija RF snage se povećava s povećanjem koncentracije elektrona, s druge strane Ruka, dubina sloja kože, koji određuje širinu apsorpcijskog područja RF snage, smanjuje se s povećanjem e.

Teoretski model izvora plazme koji je pobuđen spiralnom antenom koja se nalazi na gornjoj krajnjoj površini predviđa ovisnost o ekvivalentnoj otpornosti u plazmi iz duljine izvora plazme, pod uvjetom da je dubina sloja kože manji od duljine izvora plazme. Fizički, ovaj rezultat je očigledan, budući da se apsorpcija HF snage javlja unutar sloja kože. Pod eksperimentima, dubina sloja kože je očito manja od duljine izvora plazme, stoga ne čudi da je ekvivalentna otpornost plazme izvora opremljenih s gornje krajnjom antenom ne ovisi o njihovoj dužini. Nasuprot tome, u slučaju antenske lokacije na bočnoj površini izvora, povećanje duljine izvora, popraćeno istovremeno povećanjem duljine antene, dovodi do povećanja područja u kojem je apsorpcija RF moć se događa, tj Da biste produljili sloj kože, tako da u slučaju bočne antene, ekvivalentni otpor se povećava s povećanjem duljine izvora.

Eksperimenti i izračuni pokazali su da su na niskim tlakovima, apsolutne vrijednosti ekvivalentne otpornosti plazme je male. Povećanje tlaka radnog plina dovodi do značajnog povećanja ekvivalentnog otpora. Taj je učinak više puta zabilježen iu teorijskom i eksperimentalnom radu. Fizički razlog povećanja sposobnosti plazme da apsorbira RF snage s povećanjem tlaka leži u apsorpcijskom mehanizmu RF snage. Kao što se može vidjeti iz sl. 5, s minimalnim tlakom koji se razmatra, P - 0.1 MortRer, prevladava je mehanizam disipacije Chenkovsky. Elektron-atomski sukobi praktički ne utječu na vrijednost ekvivalentne otpornosti, a elektronski ionski sudari vode samo na manje povećanje ekvivalentnog otpora na p e\u003e 3 x 10 11 cm - 3. Povećani tlak, tj. Frekvencije elektro-atomskih sudara dovode do povećanja ekvivalentnog otpora zbog povećanja uloge mehanizma sudara apsorpcije RF snage. Ovo se vidi iz sl. 5, koji pokazuje omjer ekvivalentnog otpora, izračunato je uzimajući u obzir mehanizme sudara i pojašnjenja apsorpcije, na ekvivalentni otpor, izračunat samo s sudarima.

Sl.5 . Ovisnost o omjeru ekvivalentnog otpora RPI-ja, izračunato je uzimajući u obzir količinu i proještaljivanje mehanizama apsorpcije, na ekvivalentnu otpornost RPI, izračunatog samo s sudarima, od gustoće plazme. Izračun je izrađen za ravne disko-oblike izvora s radijusom od 10 cm pri tlaku neutralnog plina 0,3 morta (1), 1 minos (2), 10 morta (3), 100 minor (7), 300 ploča ( 5).

Induktivno pražnjenje s vanjskim magnetskim poljem

Eksperimenti su koristili izvore u plazmi opremljeni spiralnim antenama smještenim na strani i krajnjim površinama izvora, kao i antene Nagoya III. Za radnu frekvenciju od 13,56 MHz regije magnetska polja u "0,4-1 MTL odgovara uvjetima ECR, a regiji B\u003e 1 \u200b\u200bMTL - uvjetima uzbude helikona i valovima trevelpis zlata.

Pri niskim pritiscima operativnog plina (P ^ 5 od mortala), ekvivalentna otpornost u plazmi bez magnetskog polja znatno je manja u veličini nego u regiji "Helicon". Vrijednosti R pl, dobivene za ECR regiju zauzimaju međuprostor, a ovdje je ekvivalentna otpornost monotono povećana s povećanjem magnetskog polja. Za "spiralnu" regiju, karakterizira ne-monotonska ovisnost o ekvivalentnoj otpornosti s magnetskog polja, a ne-monotoničnost R pl (b) u slučaju krajnje spiralne antene i nagoya III antene je mnogo jači od u slučaju lateralne spiralne antene. Položaj i broj lokalne maxime krivulje ^ PI (b) ovisi o ugniježđenoj RF moć, dužini i radijusu izvora plazme, roda plina i njegovog tlaka.

Povećana snaga u unutrašnjosti, tj. Koncentracije elektrona P e, dovodi do povećanja ekvivalentnog otpora i pomaka glavnog maksimuma funkcije ^ pi (b) u području velikih magnetskih polja, au nekim slučajevima, izgled dodatne lokalne maksime. Sličan učinak je opažen i povećanjem duljine izvora plazme.

Povećanje tlaka u rasponu od 2-5 morta, kao što se može vidjeti iz Sl. 4b, ne dovodi do značajnih promjena u karakteru ovisnosti ^ pl (b), ali na tlakovima koji prelaze 10 minoraca, ne-monotoničnost ovisnosti o ekvivalentnoj otpornosti s magnetskog polja nestaje, apsolutne vrijednosti Ekvivalentni otpor pada i postaje manji od vrijednosti dobivenih bez magnetskog polja.

Analiza fizikalnih mehanizama apsorpcije pumpa induktivne pražnjenja plazme pod uvjetima ECR-a i uvjetima uzbude spirala i TG-valova provodili su se u mnogim teorijskom radu. Analitičko razmatranje problema pobune spirala i TG-valova u općem slučaju povezana je sa značajnim poteškoćama, budući da je potrebno opisati dva povezana vala. Sjetite se da je helikon brz poprečni val, a TG-val je spor uzdužni. Helikon i TG-valovi su neovisni samo u slučaju prostorne neograničene plazme u kojoj čine vlastite načine vibracija magnetizirane plazme. U slučaju ograničenog cilindričnog izvora plazme, zadatak je riješiti samo numerički. Međutim, glavne značajke mehanizma fizičkog apsorpcijskog mehanizma RF snage na B\u003e 1 \u200b\u200bMTL mogu se ilustrirati razvijenim u helikonskim aproksimacijom, koji opisuje proces uzbude plazma valova, ovisno o nejednakosti

Područje primjene

magnetska plazma u visokoj frekvenciji

Plazma reaktore i izvori iona, čiji se načelo radi na induktivnom RF pražnjenje niskog tlaka, već nekoliko desetljeća su najvažnija komponenta modernih zemaljskih i svemirskih tehnologija. Glavne prednosti induktivnog RF pražnjenja promoviraju se mogućnošću dobivanja visoke koncentracije elektrona s relativno niskom razinom RF snage, odsustvom kontakta u plazmi s metalnim elektrodama, malom temperaturom elektrona, a time i nisku plazmu potencijal u odnosu na zidove koji ograničavaju ispuštanje. Potonji uz minimiziranje gubitka snage na zidovima izvora plazme omogućuje izbjegavanje oštećenja na površini uzoraka kada se obrađuju u ispuštanju visokoenergetskih iona.

Tipični primjeri izvora plazme koji rade na induktivnom RF pražnjenje bez magnetskog polja su plazma reaktori namijenjeni za jetkanje supstrata, izvora iona namijenjenih za implementaciju tehnologija ionsko-snopa na zemlji i rad u prostoru kao motor orbite letjelice , svjetlosni izvori. Ukupna dizajn značajka navedenih uređaja je prisutnost komore za ispuštanje plina (Grk), na vanjskoj površini ili unutar nje nalazi se induktor ili antena. Uz pomoć antene povezane s visokofrekventnim generatorom, RF snaga se uvodi u volumen GDK-a i palje se elektroda na vrijeme. Struje struje od strane antene induciraju se u plazmi na električnom području vrtloga koji zagrijava elektrone na energiju potrebne za učinkovitu ionizaciju radnog plina. Tipična gustoća plazme u plazmatskim reaktorima čine vrijednost od 10 11 - 3 x 10 12 cm ~ 3, au izvorima iona - 3 x 10 10 - 3 x 10 11 cm ~ 3. Karakteristični tlak neutralnog plina u reaktorima u plazmi varira od 1 do 30 mtrs, u izvorima iona, je 0,1 mtor, u izvorima svjetlosti - 0.1-10 Torr.

Plazma reaktore i izvori iona, čiji se načelo radi na induktivnom RF pražnjenje niskog tlaka, već nekoliko desetljeća su najvažnija komponenta modernih zemaljskih i svemirskih tehnologija. Njegove glavne prednosti su rasprostranjene tehničke primjene - mogućnost dobivanja visoke koncentracije elektrona s relativno niskom razinom RF snage, odsustvom kontakta u plazmi s metalnim elektrodama, malom temperaturom elektrona, i, posljedično, niskim potencijalom plazme u odnosu na zidove koji ograničavaju ispuštanje. Potonji uz minimiziranje gubitka snage na zidovima izvora plazme omogućuje izbjegavanje oštećenja na površini uzoraka kada se obrađuju u ispuštanju visokoenergetskih iona.

Rezultati dobiveni u posljednjih nekoliko godina, i eksperimentalni i teorijski, pokazuju da parametri plazme induktivnog RF pražnjenja ovise o gubitku energije u vanjskom lancu i vrijednosti energetske vrijednosti ulaze u ispuštanje kroz induktivne i kapacitivne kanale. Parametri plazme, s jedne strane, određuju se vrijednostima apsorbirane snage, as druge strane, sami se utvrđuju kao omjer kapaciteta koji ulaze u različite kanale i na kraju je moć koju apsorbira u plazmi. To određuje samozauzdanu prirodu pražnjenja. Najviše živo samo-dosljednost očituje se u snažnoj ne-monotoničnosti ovisnosti parametara plazme iz magnetskog polja i razbijanja pražnjenja. Značajan gubitak snage u vanjskom lancu i nemonoton ovisnost o sposobnosti plazme da apsorbira RF snage iz gustoće plazme dovode do zasićenja gustoće plazme s povećanjem snage RF generatora i pojave histereze ovisnosti o parametrima plazme iz vrijednosti snage RF generatora i vanjskog magnetskog polja.

Prisutnost kapacitivne komponente ispuštanja određuje promjenu udjela snage uvedene u plazmu kroz induktivni kanal. To uzrokuje da se pomakne položaj prijelaza niskog načina ispuštanja do visokog do nižeg područja napajanja HF generatora. Prilikom premještanja s niskog ispuštanja do visoke prisutnosti kapacitivne komponente manifestira se u glatkiju promjenu gustoće plazme s povećanjem snage generatora i nestanka histereze. Povećanje doprinosa moći kroz kapacitivni kanal koncentracije elektrona na vrijednosti koje premašuju vrijednost na kojoj ekvivalentni otpor doseže maksimalnu dovodu do smanjenja doprinosa HF snage kroz induktivni kanal. Usporedba induktivnog načina ispuštanja HF-a s niskim i visokim koncentracijama elektrona s kapacitivnim i induktivnim načinima fizički ne opravdava, jer prisutnost jednog ulaznog kanala u plazmi dovodi do promjene u udjelu energije koja teče u plazmu kroz drugu kanal.

Pojašnjenje uzorka fizičkih procesa u induktivnom RF pražnjenje niskog tlaka omogućuje vam da optimizirate parametre plazma uređaja koji rade na njemu.

Objavljeno na Allbest.ru.

...

Slične dokumente

    Uređaj električnog paketa ionskog ispuštanja dizajniran za stabilizaciju napona. Načelo djelovanja Strabitrona sjajnog iscjedka. Osnovni fizički zakoni. Područje stabilizacije napona. Rad parametarskog stabilizatora.

    ispitivanje, dodano 10/28/2011

    Parametri djelomičnih ispuštanja i određivanje njihovih ovisnosti. Osnove razvoja djelomičnih ispuštanja, dijagnostike kabelskih linija. Razvoj analitičke sheme za procjenu stanja kabelskih linija na temelju mjerenja karakteristika djelomičnih ispuštanja.

    teza, dodano 07/05/2017

    Povijest razvoja impulsnih laserskih sustava. Mehanizam stvaranja inverzije. Karakterističan znak tinjanja samoodrživog ispuštanja s hladnom katodom. Sustavi isključenja plina. Glavni elementi lasera impulsa i područje njegove primjene.

    rad na tečaju, dodano 03/20/2016

    Povećanje ukupnog broja ispuštanja u povećanju mnoštva ispravljene pogreške. Promjena prosječnog broja iskrivljenih ispuštanja s linearnom promjenom kvadratnog odstupanja. Određivanje učestalosti gubitka poruka. Izgradnja funkcije graf.

    laboratorijski rad, dodano 01.12.2014

    Vrste visokofrekventnih kondenzatora. Specifični kapacitet. Korištenje kondenzatora velikog nominalnog kapaciteta. Zračni kondenzatori različitog kapaciteta. Polu-varijabilni kondenzatori. Posebni kondenzatori. Kondenzatori integrirani mikrocirkuti.

    sažetak, dodano 01/09/2009

    Karakteristike elektromehaničkih uređaja za mjerenje konstantne, naizmjenične struje i napon. Njihov dizajn, načelo operacije, opseg, dostojanstvo i nedostatke. Definicija i klasifikacija elektroničkih voltova, sheme instrumenata.

    tečaj, dodano 03/26/2010

    Karakteristike i opseg signala u digitalnim sustavima za preradu. Specijalizirana digitalna obrada SPF signala CD: programeri i povijest, struktura i karakteristike, opseg, algoritmi i softver.

    rad na tečaju, dodano 12/06/2010

    Osjetnik osjetljivog tlaka tenora. Krug kalibracije senzora. Provjerite učinak elektromagnetskog smetnji na očitanja uređaja. Koncept definicije sheme pražnjenja. Jednadžba ovisnosti o tlaku na naponu na senzoru. Učinak pražnjenja na svjedočenje.

    naravno, dodano 12/29/2012

    Glavne vrste kablova ruralnih telefonskih mreža, njihov opseg, dopuštene radne temperature i brtve. Tehnički zahtjevi za konstruktivne veličine pojedinačnih visokofrekventnih kabela ruralne komunikacije, električnih karakteristika.

    sažetak, dodano 30.08.2009

    Glavni parametri i principi prebacivanja. Ključni spoj krugovi. Mehaničke i elektroničke visokofrekventne prekidače. Terenske tranzistore s MRP strukturom zatvarača i monolitnih mikrovalnih integriranih krugova. Izvršni mehanizmi Microsystems.

mob_info.