СПОСОБ ВОЗБУЖДЕНИЯ ГАЗОВОГО РАЗРЯДА
METHOD OF GAS DISCHARGE INITIATION

Изобретение относится к области плазменной технологии, в частности к способам стабильного возбуждения газового разряда при высоком и низком давлении, используемым для получения излучения в газоразрядных лазерах, плазмотронах и т.п.
Известен способ возбуждения газового разряда, заключающийся в выдвигании в межэлектродный промежуток разрядной камеры изолированной от электродов металлической вставки, подачу напряжения на электроды разрядной камеры и удаление из межэлектродного промежутка вставки после поджигания разряда, с целью снижения напряжения зажигания преимущественно тлеющего разряда и повышения надежности зажигания при повышенных рабочих давлениях и увеличенных разрядных промежутках. [Пат. №2017288 Российская Федерация, МПК H01S 3/097. Способ возбуждения газового разряда / Иващенко М.И., Колосов А.В., Панов В.П.; заявитель и патентообладатель Войсковая часть 22737-Д; №4767475/25; заявл. 11.12.1989; опубл. 30.07.1994]
Недостатком известного способа является отсутствие стабильности газового разряда при малых мощностях.
Наиболее близким к данному изобретению является способ возбуждения дугового разряда, заключающийся в подаче горючей газовой смеси, искровом пробое межэлектродного промежутка между основным и вспомогательными электродами, что приводит к воспламенению горючей газовой смеси, после чего возбуждается дуговой разряд между основными электродами, а в межэлектродную полость подают негорючие плазмообразующие газы. [Заявка №94027313 Российская Федерация, МПК В05В 7/20. Способ возбуждения дугового разряда / Гизатуллин С.А., Даутов Г.Ю.; заявитель и патентообладатель Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева; №94027313/26; заявл. 18.07.1994; опубл. 10.07.1996]
К недостаткам прототипа можно отнести наличие горючей газовой смеси, что является небезопасным для работы, низкая стабильность горения разряда при малой мощности источника питания.
Техническим результатом изобретения является стабилизация горения газового разряда в большом диапазоне мощностей при малом напряжении мощного источника, повышение безопасности работы.
Указанный результат достигается тем, что в способе возбуждения газового разряда, заключающемся в искровом пробое межэлектродного промежутка между вспомогательными электродами для возбуждения дугового разряда между основными электродами, согласно изобретению вызывают высоковольтный пробой разрядного промежутка основного разряда при 7-20 кВ и его стабильное горение при 1-20 мА, используя разряд от мощного 20-400 мА источника разряда с малым выходным напряжением 1-500 В между основными электродами. При этом суммарная вкладываемая мощность от 10 Вт до 1,5 кВт.
Изобретение поясняется чертежом, где показана схема устройства, с помощью которого реализован заявляемый способ возбуждения газового разряда.
Устройство для осуществления способа содержит высоковольтный источник питания 1 с подключенными к нему вспомогательными электродами 2 и 3, размещенными в одной плоскости, перпендикулярно которым в той же плоскости расположены основные электроды 4 и 5 с подключенным к ним мощным источником питания с малым выходным напряжением 6.
Пример 1.
Заявляемый способ возбуждения газового разряда осуществляют следующим образом. Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 7 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 5 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 1 В и током от 20 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 10 Вт.
Пример 2.
Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 14 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 10 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 257 В и током от 200 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 746 Вт.
Пример 3.
Между вспомогательными электродами 2 и 3 подают разницу потенциалов с высоковольтного источника питания 1, например 20 кВ, зажигают этим самостоятельный маломощный разряд 20 Вт, который создает условия для пробоя разрядного промежутка между основными электродами 4 и 5, далее для последующего поддержания горения газового разряда подают питание от мощного источника питания 6 с малым выходным напряжением 500 В и током от 400 мА. При этом суммарная вкладываемая мощность обоих источников питания 1,5 кВт.
Применение способа возбуждения газового разряда обеспечивает стабильное горение газового разряда в большом диапазоне регулирования мощностей ввиду простоты управления мощностью обоих источников питания, использование мощного источника питания низкого напряжения, отличается безопасностью ввиду отсутствия взрывоопасной горючей смеси, простотой применения.