Название: Электровакуумные приборы (Алексеев C. Н.) Жанр: Военный Просмотров: 4231 |
4.2.3 газонаполненные (ионные) разрядники
Газонаполненные разрядники являются приборами дугового разряда, включаются без ограничительных сопротивлений и на длительное прохожде- ние тока не рассчитаны [4, 5]. Разрядники применяются для защиты от высо- ких напряжений линий связи и различной аппаратуры. При напряжениях меньших, чем напряжение зажигания разрядника, его сопротивление очень велико и он не влияет на работу аппарата или устройства. При повышении напряжения до напряжения зажигания в разряднике возникает ионизация и его сопротивление становится очень малым. В этом случае разрядник прак- тически закорачивает прибор или линию, пропуская весь ток через себя. В радиолокационных станциях газонаполненные разрядники применяются в устройствах, автоматически переключающих антенну с передачи на приём (в антенных переключателях), а также для защиты входной цепи приёмника от высоких напряжений. При работе антенного переключателя разрядник находится под импульс- ным напряжением высокой частоты. Длительность импульса составляет доли и единицы микросекунд, форма напряжения на разряднике (огибающая вы- сокочастотного напряжения) показана на рис. 4.8. В начале импульса напряжение на разряднике равно напряжению зажига- ния, а в процессе ионизации оно уменьшается до величины напряжения го- рения. До окончания импульса передатчика амплитуда высокочастотного пе- ременного напряжения на разряднике остаётся неизменной. С окончанием импульса ионизация в разряднике прекращается не мгновенно. В течение не- которого времени разрядник еще продолжает пропускать ток (этот ток созда- ётся уже не напряжением передатчика, а разрядом различных ёмкостей схе- мы или принимаемым сигналом), поэтому вход приёмника еще некоторое время после окончания импульса остаётся закороченным. Разрядники антенного переключателя должны удовлетворять следующим требованиям: — сопротивление и напряжение между электродами горящего разрядника должны быть минимальными; — ёмкость между электродами должна быть минимальной; — процесс возникновения ионизации должен быть кратковременным (по крайней мере 10-9 с); — процесс прекращения ионизации должен быть кратковременным;
— в течение короткого промежутка времени разрядник должен пропускать большой ток. Простейший разрядник (рис. 4.9) представляет собой стеклянный баллон диаметром 1,5-2 см с двумя электродами в виде стержней, наполненный ар- гоном. Электроды покрыты активным слоем (оксидом). Напряжение зажига- ния равно нескольким сотням вольт, сопротивление горящего разрядника равно 30÷60 Ом. Этот разрядник используется в радиолокационных станциях метрового диапазона волн при длительности импульса не менее 8÷10 мкс. В радиолокационных станциях сантиметрового диапазона волн при дли- тельности импульса около 1 мкс аргоновый разрядник не применяется из-за наличия между электродами ёмкости (в несколько пикофарад) и заметного времени возникновения и прекращения ионизации. В таких случаях используется резонансный разрядник с разборным объ-
(рис. 4.10). Для уменьшения времени деионизации выгодно исполь- зовать газы, в которых легко образуются отрицательные ионы. Отрицательные ионы, как и положительные, мало- подвижны, поэтому при поту- хании быстро рекомбинируют с ними, образуя нейтральные атомы газа. Такими свойства- ми обладают пары воды. Так как при низких температурах пары воды конденсируются, то в разрядник, кроме воды, вводят некоторое количество водорода, который облегчает зажигание охлажденного раз- рядника. Электроды разрядника имеют конусообразную фор- му. Такая форма обеспечивает постоянную резонансную час- тоту объёмного резонатора (вследствие некоторого нагре- ва разрядника размеры объём- ного резонатора изменяются, отсюда изменяется и резо- нансная частота). Рис. 4.9 Газонаполненный разрядник, применяемый в диапазоне метровых волн
ис. 4.10 Резонансный газонаполненны разрядник с разборным объёмным ре- зонатором (детали объёмного резо- натора на рисунке не показаны)
В разряднике имеется третий вспомогательный так называемый «поджи- гающий» электрод. Между поджигающим электродом и объёмным резонато- ром приложено постоянное напряжение, поддерживающее слабый тлеющий разряд. Поджигающий электрод является катодом. Его обычно активируют, чтобы снизить напряжение источника, включённого между ним и объёмным резонатором. Ток в цепи поджигающего электрода равен 100÷150 мкА. Не- прерывный тлеющий разряд обеспечивает постоянное наличие ионов и элек- тронов в баллоне и уменьшает время возникновения ионизации между глав- ными электродами. В процессе работы и даже при хранении кислород расходуется на окис- ление электродов. Тлеющий разряд (во время паузы между импульсами) ус- коряет процесс окисления, в результате чего количество водяного пара уменьшается, а время деионизации увеличивается. Разрядник с большим временем деионизации не пригоден для использования в антенных переклю- чателях. По этой же причине непригодным может оказаться разрядник, про- лежавший длительное время (1,5-2 года).
|
|