阅读说明：本技术 一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构 (Plasma density real-time measuring mechanism for plasma device ) 是由 李波 陈晓莉 吴杰峰 韦俊 于 2019-10-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构,包括探针机构；所述探针机构一侧开设有用于将其推入或拉出真空室的探针机构推收装置。本发明利用探针机构推收装置将探针机构推入或拉出真空室中进行对样品材料辐照时的等离子体密度测量,完成后可及时退出等离子体束流中心,不仅测量实时、直接,测量值准确可靠,而且为样品座及时进入等离子体束流中心提供空间。(The invention discloses a plasma density real-time measuring mechanism for a plasma device, which comprises a probe mechanism; and one side of the probe mechanism is provided with a probe mechanism pushing device used for pushing the probe mechanism into or pulling the probe mechanism out of the vacuum chamber. The invention utilizes the probe mechanism pushing and receiving device to push or pull the probe mechanism into the vacuum chamber to measure the plasma density when the sample material is irradiated, and the plasma beam center can be withdrawn in time after the measurement is finished, so that the measurement is real-time and direct, the measurement value is accurate and reliable, and a space is provided for the sample seat to enter the plasma beam center in time.)

一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构

技术领域

本发明涉及等离子体装置技术领域，具体涉及一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构。

背景技术

等离子体装置，通常被用来研究等离子体与材料的相互作用的基础问题，如材料的物理溅射和化学刻蚀、材料中氢和氦滞留/起泡问题、等离子体破裂对材料的影响模拟等。

等离子体装置由于会产生大量的等离子体，所以其中心为高辐射区域，会产生大量热量。在其应用于聚变工程、高能物理等实验领域时，该装置工作区域为超高真空度环境，真空室极限真空度：≤1×10－5Pa，因此等离子体装置不仅要高温烘烤，而且要满足真空室整体罩检漏率<1×10－10Pa•m3/s要求。

当前，对样品材料的等离子体辐照密度测量都在真空室外或使用间接方法测量，但在聚变工程、高能物理等实验领域中，不仅对辐照密度测量值的准确度有着极高的要求，另外在测量机构移动方便度及定位准确度的要求上也较为严格，需要确保其测量位置不会影响样品材料所进行的作用，以便获得更可靠的实验参数，更好的进行实验分析。现有技术中的辐照密度测量机构大多无法满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构，尤其适用于聚变工程、高能物理等实验领域。

一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构，包括探针机构；所述探针机构一侧开设有用于将其推入或拉出真空室的探针机构推收装置，探针机构包括探针管，探针管的一端设有绝缘块，探针头水平穿设在绝缘块中心，朝向真空室的一端延伸出绝缘块；探针机构推收装置包括间隙套设在探针管管壁外的真空密封法兰及固定法兰，真空密封法兰朝向固定法兰面上设有探针管底座，固定法兰朝向真空密封法兰的面上设有探针管支撑座，探针管一端固定在探针管底座上，另一端穿过探针管支撑座，且具有沿其往复移动的自由度，探针管底座与探针管支撑座连接设有罩设在探针管外的波纹管，固定法兰背离真空密封法兰的面上设有与探针机构信号相接的插座。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述探针管与绝缘块的相接处套设有探针卡套，探针卡套沿壁厚方向开设有螺纹孔，绝缘块外壁开设有与螺纹孔相对的定位台阶，螺钉穿入螺纹孔紧固在定位台阶。

作为对上述技术方案的进一步描述：

所述探针头的材质为钨。

本发明利用探针机构推收装置将探针机构推入或拉出真空室中进行对样品材料辐照时的等离子体密度测量，完成后可及时退出等离子体束流中心，实现了探针机构测得的等离子体密度值同步为样品接受辐照时的等离子体密度值。不仅测量实时、直接，测量值准确可靠，而且为样品座及时进入等离子体束流中心提供空间。

其中探针机构及其推收装置的结构设计，不仅能较好的适应真空环境的测量需求，而且绝缘性能良好、移动方便，同时具有制造成本低的优势，可广泛应用于聚变工程、高能物理等实验领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的使用状态示意图；

图2为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见图1，本发明提供的一种用于等离子体装置的等离子体密度实时测量机构，包括探针机构1及探针机构推收装置2，探针机构1处于真空室3中心一侧（真空室3即等离子体装置的工作区域，产生大量的等离子体），探针机构1通过探针机构推收装置2将其上的探针头送入真空室3中心位置进行测量，真空室3的另一侧设有样品座4及样品座推收装置5，样品座1上开设有多个样品材料放置腔6，样品座4通过样品座推收装置5将其位于样品材料放置腔6中的样品材料送入真空室4中心位置进行检测，由于探针机构1、样品座4是相对设置在真空室3的两侧，并通过不同的推收装置进行推送，从而不会造成相互影响。

结合图2，探针机构1包括探针管11，探针管11的一端设有绝缘块12，探针头13水平穿设在绝缘块12中心，探针头13一端伸入探针管11，另一端延伸出绝缘块12，由于探针头13作用于等离子体束流中心高温区域，所以最好使用耐超高温度材料，如钨等，探针管11与绝缘块12的相接处套设有探针卡套14，探针卡套14沿壁厚方向开设有螺纹孔15，绝缘块12外壁开设有与螺纹孔15相对的定位台阶16，螺钉（图未示）穿入螺纹孔15紧固在定位台阶16中，实现探针管11、绝缘块12与探针卡套14的固定连接。

探针机构推收装置2包括间隙套设在探针管11管壁外的真空密封法兰21及固定法兰22，真空密封法兰21朝向固定法兰22面上设有探针管底座23，固定法兰22朝向真空密封法兰21的面上设有探针管支撑座24，探针管11一端固定在探针管底座23上，另一端穿过探针管支撑座24，且具有沿其往复移动的自由度，探针管底座23与探针管支撑座24连接设有罩设在探针管11外的波纹管25，固定法兰22背离真空密封法兰21的面上设有与探针机构1信号相接的插座26。

使用时，探针机构1通过探针机构推收装置2推送到达真空室3中心（等离子体中心），利用波纹管25的伸缩量调节探针头到达所需位置，探针机构1的使用环境为超高真空条件，各元件材料特性稳定，在探针机构1测定等离子体束流密度后及时退出等离子体束流中心，不仅对等离子体辐照密度测量实时、直接，测量值准确可靠，而且为样品座4及时进入等离子体束流中心提供空间，所测得的对应样品材料的等离子体束流密度，探针机构1利用插座26（配合所需的信号线）将测量信号输出即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。