Во всех случаях особую важность представляет участок перехода между столбом разряда и электродами, причём ситуация у катода сложнее, чем у анода. При тлеющем разряде непрерывная связь между катодом и положительным столбом обеспечивается за счёт сильного катодного падения. В самостоятельном дуговом разряде в результате сильного локального нагрева катода появляются т. н. катодные пятна. В них обычно происходит термоэлектронная эмиссия или более сложная эмиссия электронов из облака испаряющегося материала катода. Процесс эмиссии из катода дугового разряда в настоящее время (1978) ещё не до конца понят и интенсивно исследуется.

Все рассмотренные выше электрические разряды в газах происходят под действием постоянного электрического напряжения. Однако газовые разряды могут протекать и под действием переменного электрического напряжения. Такие разряды имеют стационарный характер, если частота переменного напряжения достаточно высока (или, наоборот, настолько низка, что полупериод переменного напряжения во много раз больше времени установления разряда, так что каждый электрод просто попеременно служит катодом и анодом). Типичным примером может служить высокочастотный (ВЧ) Электрический разряд в газах. ВЧ-разряд может "гореть" даже при отсутствии электродов (безэлектродный разряд). Переменное электрическое поле создаёт в определённом объёме плазму и сообщает электронам энергию, достаточную для того, чтобы производимая ими ионизация восполняла потери заряженных частиц вследствие диффузии и рекомбинации. Внешний вид и характеристики ВЧ-разрядов зависят от рода газа, его давления, частоты переменного поля и подводимой мощности. Элементарные процессы на поверхности твёрдого тела (металла или изолятора разрядной камеры) играют определённую роль только в процессе "поджига" разряда. Стационарный ВЧ-разряд подобен положительному столбу тлеющего разряда.

Кроме стационарных разрядов, основные характеристики которых не зависят от времени, существуют нестационарные (импульсные) электрические разряды в газах. Они возникают по большей части в сильно неоднородных или переменных во времени полях, например, у заострённых и искривленных поверхностей проводников и электродов. Величина напряжённости поля и степень его неоднородности вблизи таких тел столь велики, что происходит ударная ионизация электронами молекул газа. Два важных типа нестационарного разряда -- коронный разряд и искровой разряд. При коронном разряде ионизация не приводит к пробою, потому что сильная неоднородность электрического поля, обусловливающая её, существует только в непосредственной близости от проводов и остриёв. Коронный разряд представляет собой многократно повторяющийся процесс поджига, который распространяется на ограниченное расстояние от проводника -- до области, где напряжённость поля уже недостаточна для поддержания разряда. Искровой разряд, в отличие от коронного, приводит к пробою. Этот электрический разряд в газах имеет вид прерывистых ярких зигзагообразных разветвляющихся, заполненных ионизованным газом, нитей-каналов, которые пронизывают промежуток между электродами и исчезают, сменяясь новыми. Искровой разряд сопровождается выделением большого количества тепла и ярким свечением. Он проходит следующие стадии: резкое умножение числа электронов в сильно неоднородном поле близ проводника в результате последовательных актов ионизации, начинаемых немногими, случайно возникшими свободными электронами; образование электронных лавин; переход лавин в стримеры под действием пространственного заряда, когда плотность заряженных частиц в головной части каждой лавины превысит некоторую критическую. Примером естественного искрового разряда является молния, длина которой может достигать нескольких км, а максимальная сила тока -- нескольких сотен тысяч ампер. К настоящему времени (1970-е гг.) все виды электрического разряда в газах исследуются и применяются во многих областях науки и техники. Тлеющий, дуговой и импульсные разряды используются при возбуждении газовых лазеров. Плазматроны, в которых основным рабочим процессом служит дуговой или ВЧ-разряд, являются важными устройствами в ряде областей техники, в частности при получении особо чистых полупроводников и металлов. Мощные плазматроны используются в качестве реакторов в плазмохимии. На применении искрового разряда основаны прецизионные методы электроискровой обработки. При фокусировке лазерного светового излучения происходит пробой воздуха в фокусе и возникает безэлектродный разряд (подобный ВЧ-разряду и искре), называется лазерной искрой. Мощные, сильноточные разряды в водороде служили первыми шагами на пути к управляемому термоядерному синтезу.

В системе естественных наук изучение электрического разряда в газах занимает место в физике плазмы. При электрическом разряде в газах образуется низкотемпературная плазма, для которой характерна малая степень ионизации. В отличие от высокотемпературной плазмы, в низкотемпературной плазме атомы или молекулы нейтрального газа играют важную роль. Электроны, ионы и нейтральные частицы "мягко" взаимодействуют. Вследствие этого может возникнуть термодинамически неравновесная ситуация, при которой электроны, ионы и нейтральный газ имеют разные температуры. Эта ситуация ещё более усложняется, если в балансе энергии электрических разрядов в газах нельзя пренебречь световым излучением. В таких случаях низкотемпературную плазму необходимо описывать с помощью кинетической теории плазмы [25].

2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1 Экспериментальная установка

Был использован ранее разработанный на кафедре прецизионный, регулируемый, высоковольтный источник питания (ВИП), предназначенный для питания различного типа установок, необходимых для изучения экспериментальных образцов. Источник питания обладает высокими массогабаритными показателями, характеризуется малыми выходными шумами. ВИП имеет плавную регулировку выходного напряжения в зависимости от задающего сигнала генератора. Как показали полученные параметрические характеристики, ВИП подходит для питания различных активных и реактивных нагрузок. Прибор был сконструирован таким образом, чтобы в управление он был предельно прост и не требовал предварительной наладки перед экспериментом.

2.1.1 Принципиальная электрическая схема источника питания

Электрическая схема представлена на рис. 9.

Рис. 9. Электрическая схема усилителя.

Входной каскад на транзисторе Т1 - выполненный на биполярном n-p-n транзисторе КТ829А, который является усилителем напряжения в однополупериодной схеме усиления входных импульсов с генератора. На транзисторе Т2 - КТ829А была реализована схема усиления и инверсии входных управляющих импульсов с эмиттерной температурной стабилизацией режима работы транзистора. Данный каскад усиления компенсирует потери сигнала на предшествующем каскаде.

Биполярные n-p-n транзисторы Т3 - BU941ZP и Т4 -КТ829 были включены параллельно для увеличения выходной мощности (коллекторного тока). В схеме были использованы транзисторы с близкими параметрам, транзисторы Т3 и Т4 были подобраны таким образом, чтобы согласовать работу эмиттерных повторителей и сформировать на базе транзистора Т5 сигнал для обеспечения его ключевого режима работы. Так H_21э для Т3 существенно меньше, чем для транзистора T4. Выходное сопротивление транзистора Т3 со стороны эмиттера было увеличено путем включения резистора R10. Транзистора Т3 и Т4 имеют большой запас мощности поэтому были установлены на один тепло отвод. Для дополнительного выравнивания токов в данной схеме в цепях коллекторов применены резисторы R9 и R11. Сопротивление данных резисторов было выбрано исходя из падения напряжения (в интервале рабочих токов) около 1 вольта (или, по крайней мере, - не менее 0,7 вольта). Данная схема должна применялась с большой осторожностью, так как, даже транзисторы одного типа и из одной партии выпуска имеют очень большой разброс по параметрам. Выход из строя одного из транзисторов неизбежно приведет к выходу из строя и других транзисторов в цепочке усилителя. При параллельном включении двух транзисторов максимальный суммарный ток коллектора не должен превышать 1,6-1,7 от предельного тока коллектора одного из транзисторов. Так же данная схема включения обладает высоким входным и низким выходным сопротивлениями. Коэффициент усиления по напряжению этой схемы всегда меньше 1.

Выходной каскад был собран на биполярном n-p-n транзисторе T5 - 2SB546A. Анализ рынка современных биполярных транзисторов позволил подобрать единственное схемотехническое решение по отношению к транзистору Т5. Критерием служило максимальное коллектор - базовое напряжение с одновременным максимальным коэффициентом передачи по току H_21э. К сожалению все высоковольтные биполярные транзисторы имеют малый коэффициент передачи по току, что определило низкое входное сопротивление транзистора Т5 со стороны базы и единственное оптимальное включение повышающего трансформатора в коллекторную цепь. Выходной каскад настраивался путем подбора сопротивления R12, которое не должно быть больше сопротивления первичной обмотки повышающего трансформатора Последним моментом настройки схемы, является подбор номинала сопротивлений R9, R10, R11 включенных в цепь предусилительного выходного каскада транзисторов T3 - BU941ZP и Т4 - КТ829. Номиналом сопротивлений будут определяться передаточные характеристики сборки транзисторов Т3 и Т4. Наличие у транзисторной сборки высокого коэффициента передачи по току обеспечивает требуемый коэффициент усиления по току. Важно чтобы сумма номиналов сопротивлений R9 и R11 не превышала импеданс сопротивления коллектор - эмиттера двух транзисторов и входного сопротивления транзистора Т5.

Известно, что у мощных выходных транзисторов такого типа велики обратные токи утечки через коллектор - базовый переход. Уменьшить это позволяет сопротивление R12, важно, чтобы суммарный номинал его, был выше сопротивления прямо соединенного база - эмиттерного перехода выходного транзистора.

Подбор биполярных транзисторов является сложной и трудоемкой задачей. Может оказаться так, что влиянием токов утечки коллектор - базового перехода пренебречь не удается. В этом случае может наблюдаться зарядка конденсаторов (С1 и С2) через цепь питания, что в свою очередь приведет выход транзистора в режим насыщения по току.

Основным недостатком данной схемотехники являются обратные индукционные выбросы, которые без дополнительных схем защиты приводят к выходу из строя выходного транзистора. С этой целью был выбран используемый нами выходной биполярный транзистор 2SB546A, имеющий значения напряжений на коллектор - эмиттере и база - эмиттере ~ 1500 В и рассчитан на рабочую нагрузку в 25 Ампер. Кроме того, был использован высоковольтный конденсатор С3. Такое включение конденсатора, позволяет сгладить обратные индукционные скачки в первичной обмотки повышающего автотрансформатора. Его выбор был обусловлен тем, что стандартные демпфирующие цепи существенно шунтируют работу первичной обмотки, что приводит к снижению выходных характеристик, что делает их использование невозможным.

Так же было принято решение реализовать дополнительную защиту выходного транзистора Т5 от индуктивных выбросов с первичной обмотки, применив двухэлектродный газонаполненный разрядник для защиты от импульсных перенапряжений - BT, производства Citel. Газовый разрядник может рассматриваться как быстродействующий переключатель малой емкости. При достижении напряжения пробоя (в случае нашей схемотехники было выбрано значение 300 Вольт) он быстро переходит из состояния с высоким сопротивлением, в состояние с низким сопротивлением, практически в короткое замыкание. Максимальное напряжение срабатывание данного разрядника - 3000 Вольт. Импульсные токи без изменения параметров до 25 кА.

В качестве повышающего трансформатора использовалась катушка зажигания типа 27.3705 с разомкнутым магнитопроводом, маслонаполненная, герметизированная, рис. 10. Сопротивление первичной обмотки при 25^оС составляет быть 1,45± 0,05 Ом, вторичной - 100 ± 5 мОм.



Рис. 10. Катушка зажигания:

1 - изолятор;2 - корпус; 3 - изоляционная бумага обмоток; 4 - первичная обмотка; 5 - вторичная обмотка; 6 - клемма вывода первичной обмотки (обозначения "1", "-", "К"); 7 - контактный винт; 8 - центральная клемма для провода высокого напряжения; 9 - крышка; 10 - клемма подвода питания (обозначения "+Б", "Б", "+", "15"); 11 - контактная пружина; 12 - скоба крепления; 13 - наружный магнитопровод; 14 - сердечник.

Катушка зажигания выполняет функцию генератора импульсов высокого напряжения. Она работает по принципу трансформатора, имеет вторичную обмотку - тонкий провод с большим количеством витков, намотанный на железный сердечник, и первичную обмотку - толстый провод с малым количеством витков, намотанный поверх вторичной обмотки. При прохождении тока по первичной обмотке катушки, в ней создается магнитное поле. При размыкании цепи первичной обмотки коммутатором магнитный поток также прекращается, в результате чего в обеих обмотках индуцируется напряжение, которое во вторичной обмотке составляет не менее 20 кВ, а в первичной не более 500 В.

2.1.2 Источник питания схемы

Схема питается от простейшего мостового выпрямителя, собранного, которая позволяет питать схемы существенно различающиеся по нагрузочной способности. Данная схема обладает малыми пульсациями и несложная в конструкции, рис. 11. Подобное решение должно обеспечивать высокую нагрузочную характеристику блока питания в целом. В качестве питающих трансформаторов была выбрана пара ТПП3-8-220-50К, который представляет собой силовой трансформатор, имеющий две первичные обмотки по 110В, две вторичные по 10,2 и 3В. Соединив которые мы получили 40 вольт питающего напряжения.

Рис. 11. Принципиальная схема мостового выпрямителя.

Питающий трансформатор ТПП3-8-220-50К соответствует требованиям ГОСТ 19294-84.

Спецификация используемых радиотехнических элементов схемы усилителя

Таблица 1. Спецификация радиоэлементов схемы усилителя.

Наименование на схеме	Номинальное значение	Примечание
BT	300 В, 25 кА	-
С1	100nF	-
C2	100nF	-
C3	4700pF	-
L1	2,6 Ом	-
R1	100 кОм	-
R2	6,8 кОм	Требует настройки
R3	6,8 кОм	-
R4	1 кОм	Требует настройки
R5	100 кОм	-
R6	4,7 кОм	Требует настройки
R6	6,8 кОм	-
R8	1 кОм	Требует настройки
R9	52 Ом	-
R10	820 Ом	-
R11	52 Ом	-
R12	1 Ом	-
T1	КТ829А	-
T2	КТ829А	-
Т3	BU941ZP	-
Т4	КТ829А	-
Т5	2SB546A	-

2.1.3 Краткие технические характеристики источника питания

Таблица 2. Спецификация радиоэлементов схемы источника питания.

Наименование на схеме	Номинальное значение	Примечание
ТПП3-8-220-50К	-	-
С1	400 мкФ	-
R1	100 кОм	-

Комплекс защит источника питания

Таблица 3. Комплекс защит высоковольтного источника питания.

Тип	Описание
Защита от короткого замыкания на выходе внутреннего источника питания	есть; самовосст.1
Защита от превышения входного напряжения с генератора импульсов2	есть;самовосст.
Тепловая защита3	есть; самовосст.

1 -- источник самостоятельно восстанавливает работоспособность после устранения причины срабатывания защиты.

2 -- допускается кратковременное превышение максимально допустимого входного напряжения с генератора импульсов до величины не превышающей 15 В. 3 -- тепловая защита срабатывает при температуре 96-110°С на выходном транзисторе, далее начинает стабилизироваться температура за счёт плавного снижения величины напряжения питания и тока. Внешний вид и габаритные размеры высоковольтного источника питания На рис. 12 представлен внешний вид высоковольтного источника питания.

Рис. 12. Вид сверху высоковольтного источника питания: 1 - воздухозаборное отверстие.

На рис. 13 показаны виды спереди и вид сзади, высоковольтного источника питания с обозначением основных элементов управления и коммуникации.

Рис. 13. Вид спереди и вид сзади, высоковольтного источника питания:

2 - высоковольтный выход; 3 -индикатор потребления тока, повышающего трансформатора; 4 - тумблер включения/выключения высокого напряжения; 5 - индикатор готовности высоковольтной цепи;6 - комбинированный разъем сетевого питания и управляющих импульсов;7 - тумблер включения/выключения сетевого напряжения питания;8 - отверстие вывода горячего воздуха.

2.2 Генератор низкочастотных сигналов Г3-36

Генератор сигналов низкочастотный Г3-36, Г3-36А представляет собой портативный источник синусоидальных, (основной режим) и прямоугольных (дополнительный режим, только Г3-36А) электрических колебаний звуковых и ультразвуковых частот. Генератор предназначены для регулировки и испытания низкочастотных и ультразвуковых каскадов радиоаппаратуры в лабораторных и производственных условиях. В генераторе предусмотрена возможность плавной регулировки выходного напряжения. Напряжение на выходах генераторов контролируется стрелочным индикатором. Внешний вид прибора показан на рис. 14.

Рис. 14. Внешний вид лицевой панели генератора сигналов Г3-36.

Технические характеристики генератора сигналов Г3-36

Таблица 4. Технические характеристики генератора сигналов Г3-36.

Параметры	Значения
Диапазон частот	20 Гц … 200 кГц
Основная погрешность установки частоты	? ±(0.03·fН + 1.5) Гц
Максимальное значение выходного напряжения на частоте 1000 Гц и нагрузке 600 Ом	не менее 5 В
Погрешность градуировки шкалы индикатора выхода	не более ±6%
Неравномерность частотной характеристики генератора относительно напряжения на частоте 1000 Гц при сопротивлении нагрузки 600 Ом и выходном напряжении 5 В	не более ±12%
Гармонические искажения при номинальном выходном напряжении на сопротивлении на грузки 600±6 Ом	Диапазон частот
	20…50 Гц	не более 1.5%
	50 Гц…20 кГц	не более 1%
	20…200 кГц	не более 2.0%

2.3 Экспериментальная разрядная ячейка

Была разработана экспериментальная разрядная ячейка, для изучения специфики поведения органических и неорганических объектов в поверхностном диэлектрически барьерном разряде (ДБР) атмосферного давления в воздухе, рис. 14. Она представляет собой замкнутый объем из диэлектрического прозрачного материала (1), внутри которой располагается микровинт (2) с возможностью смены конфигурации острия, выступающего в роли электрода. На рисунке изображен электрод в виде острия (3). Внутри ячейки располагается столик для исследуемых объектов (4). Корпус ячейки монтируется на стол при помощи изоляторов (5). В ячейке предусмотрен механизм принудительной откачной системы для удаления продуктов взаимодействия исследуемых объектов с ДБР (6). Второй электрод, он же столик для исследуемых объектов (4) заземляется через клемму (7).



Рис. 14. Схема устройства экспериментальной разрядной ячейки.

1 - корпус из диэлектрического прозрачного материала, 2 - микровинт с возможностью смены конфигурации острия, выступающего в роли электрода (анода), 3 - электрод в виде острия, 4- столик для образцов (катод), 5 - изолятор, 6 - механизм удаления продуктов взаимодействия исследуемых объектов с ДБР, 7 - клемма заземления;

В основу проектирования экспериментальной разрядной ячейки были заложены следующие требования:

1. Изоляция всех токопроводящих цепей и элементов и снятие риска попадания под высокое напряжение.

2. Наличие замкнутого объема в экспериментальной ячейки. В виду того, что горение разряда в воздухе сопровождается выделением большого количества озона и двуокиси азота. Озон имеет высокую окисляющую способность и образуется во многих реакциях с участием свободных радикалов кислорода, что определяет его высокую токсичность. Наиболее опасно он воздействует на органы дыхания прямым раздражением и повреждением тканей, на холестерин в крови человека с образованием нерастворимых форм, приводящим к атеросклерозу.

Озон в Российской Федерации отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ. Нормативы по озону:

I. максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/мі

II. среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/мі

III. предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/мі

IV. При этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/мі.

Оксид азота (IV) так же высоко токсичен и относиться к первому классу опасности вредных веществ. Даже в небольших концентрациях он раздражает дыхательные пути, в больших концентрациях вызывает отёк лёгких.

3. Наличие прозрачных стенок экспериментальной ячейки и малогабаритные электроды, выполненные в виде полупрозрачной металлической сетки и острия, что необходимо и очень важно для обеспечения качественной визуализации процессов горения поверхностного барьерного разряда и объектов под действием. Кроме того, подобная конструктивная особенность позволяет беспрепятственно снимать спектральные характеристики разрядов.

4. Возможность быстрого подключения дополнительных диагностических приборов, таких как «Киловольтметр» и «Милли амперметр». Заметим, что «Киловольтметр» можно подключать непосредственно к высоковольтным электродам источника питания, а «Милли амперметр» включать в низковольтную часть схемы в цепь с нулем. Такое включение позволяет снимать вольт - амперную характеристику разрядов при нагрузке исследуемого объекта, необходимую для его классификации.

2.4 Съемный, гибкий зонд для изучения органических объектов

С целью изучения органических и биологических объектов был разработан специальный «зонд», представляющий собой стеклянную трубку с расположенным внутри электродом. Зонд подключается к описанному выше источнику питания и позволяет без термической и какой-либо другой деструкции воздействовать диэлектрически барьерным разрядом на поверхность органических материалов и живых объектов. Внешний вид и устройство "зонда" показано на рис. 15.

Рис. 15. Зонд для изучения органических и живых объектов:

1 - кварцевая трубка, покрытая слоем изоляции; 2 - электрод; 3 - проводник; 4 - изолятор проводника; 5 - питающий провод; 6 - клемма для подключения к высоковольтному источнику питания.

3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В более ранних работах была показана возможность плазменной визуализации сколов и дефектов. Был проведён анализ внутреннего строения различных материалов, которые используются в различных областях промышленности, развитие которых актуально в современном мире.

В рамках данной бакалаврской работы были изучены всевозможные типы проводов и кабелей, причём, не только отечественного, но и зарубежного производства.

3.1 Эмалированная одножильная медная проволока

Первым объектом исследования была эмалированная одножильная медная проволока. Основная особенность данного образца -- это нанесённый сплошной слой эмалированного покрытия, изоляционные свойства которого должны быть достаточно высокими, однако, в результате эксплуатации внешний слой может постепенно разрушаться вследствие воздействия на него ряда факторов, таких как:

1. Эксплуатация в высокоточных цепях.

Наиболее часто температурное воздействие на проволоки осуществляется при их долгой эксплуатации в высокоточных цепях. Нередко случаются ситуации, когда при выходе из строя каких-либо схемотехнически элементов провода подвергаются воздействию тока короткого замыкания, при этом эмалированный слой теряет свою эластичность, становится хрупким и даже при незначительных механических воздействиях в нём возникают дефекты, которые представлены на изображении рис.16.



Рис. 16. Визуализация дефектов медной проволоки после эксплуатации в высокоточных цепях

2. Использование в агрессивных средах.

Зачастую аппаратура может эксплуатироваться в агрессивных внешних условиях, в присутствии, например, серных газов. При этом, кратковременное воздействие не приводит к образованию дефектов, однако при длительном воздействии могут растравливаться наиболее критические участки, связанные с неравномерностью эмалирования проводов. Такое старение мы сымитировали в лабораторных условиях путём погружения образца в концентрированную серную кислоту. Выбор именно концентрированной серной кислоты связан с тем что она не реагирует с материалом проволоки - медью.

Визуализацию дефектов, возникающих при данном воздействии на проволоку можно увидеть на рис. 17.



Рис. 17. Визуализация дефектов при травлении образца

3. Физический контакт.

Не секрет, что на производстве зачастую бывают ситуации, предшествующие нарушению целостности образца. Самым распространённым видом такого нарушения является физический контакт с поверхностью. В лаборатории мы добились такого контакта путём нанесения царапин тонким алмазным надфилем вплоть до нарушения целостности приповерхностного слоя, которым покрыта проволока.

На рис. 18 явно видно, что точечные дефекты хорошо визуализируются в виде яркого свечения на месте дефекта.

Рис. 18. Механический дефект

Стоит отметить, что эмалированные провода отечественного производства обладают достаточно низкой дефектностью и незначительный нагрев, а также влага, не приводят к образованию дефектов.

3.2 Медный провод с резиновой изоляцией

Спектр проводов, используемых в технологии достаточно широк. Так, например, в высоковольтных цепях используют провода с резиновой изоляцией. Они наиболее подвержены фатальному влиянию под действием внешних факторов.

1. Температурные дефекты.

Уже незначительное температурное воздействие в течение получаса при температуре 100 ^оС приводит к внутренним изменениям в резиновом слое и появлению точечных дефектов, которые и показаны на рис. 19.

Рис. 19. Визуализация дефектов при прокаливании

2. Физическое взаимодействие.

Чаще всего дефекты возникают не из-за несоблюдения условий эксплуатации образца, а по причине старения, проколов, трещин в результате постоянного и длительного использования.

Мы сымитировали данное взаимодействие в лабораторных условиях путём прокалывания образца иглой. Результаты можно увидеть на рис. 20.

Рис. 20. Свечение образца с механическими дефектами

Работая с данным видом проводов я сделал вывод, что его желательно заменить при первом подозрении на наличие дефектов.

3.3 Коаксиальный кабель

Коаксиальные кабели занимают определённое место в радиоэлектронной аппаратуре. Это СВЧ электроника, где требуется надёжное экранирование центрального (или как его ещё называют «сигнального провода») от внешних электромагнитных полей.

Термическое старение приводило к незначительным микротрещинам в слое диэлектрической изоляции, что визуализировалось в виде равномерного свечения, что можно увидеть на рис. 21.



Рис. 21. Визуализация дефектов коаксиального кабеля при термическом старении

2. Физическое взаимодействие.

Дефекты в виде проколов в коаксиальном кабеле зарубежного производства не провизуализировались. Скорее всего это связано с тем, что экран данного типа провода выполнен из широкой алюминиевой фольги, которую нельзя рассматривать как точечный дефект.

Однако, в коаксиальном кабеле отечественного производства прокол явно наблюдался как в темноте, так и при освещении (рис. 22). Я связываю это с тем, что экран данного провода существенно отличается от экрана коаксиального кабеля зарубежного производства и представляет собой сетку из тонких медных проводов. Их можно рассматривать как точечные объекты, дающие свечение в ПБРе.



Рис. 22. Визуализация дефекта от прокола иглой в отечественном кабеле

3.4 Четырёхжильный медный кабель

Современная аппаратура, как правило, оснащена многожильными кабелями, поэтому наличие целостность жил в составе имеет первостепенное значение. При технологическом подходе к ремонту такой аппаратуры, важно уметь быстро определять присутствует ли внутренняя токопроводящая жила в составе кабеля или нет, так как она может удаляться, например, при первоначальном монтаже оборудования.

В любом случае, плазменная визуализация количества жил в кабеле может оказаться полезной.

На рис. 23 показан кабель с частично удалёнными внутренними жилами. Видно, что с одной стороны наблюдаются только 2 факельных свечения, что соответствует двум внутренним жилам, а с другой 4, что действительно соответствовало 4-м внутренним проводам.

плазменный визуализация кабель электромагнитный



Рис. 23. Свечение кабеля с частично удалёнными внутренними жилами

ВЫВОДЫ

1. Предложена плазменная визуализация механических дефектов различных образцов с использованием поверхностно-барьерного разряда в воздухе.

2. Адаптирован комплекс оборудования для обнаружения механических дефектов в составе промышленных установок.

3. Произведена попытка плазменной визуализации дефектов различных типов проводов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Трапезников А. К., Рентгенодефектоскопия. 1948. 583 с.

Шрайбер Д. С., Ультразвуковая дефектоскопия, М., 1965;

Клюев В. В. Неразрушающий контроль. Том 3.: Справочник. В 7-и книгах / Под ред. Клюева В. В. 7 М.: Машиностроение, 2004

Гурвич А. К., Ермолов И. Н. Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов -- Киев: Техника, 1972, 460 с.

Выборнов Б. И. Ультразвуковая дефектоскопия -- М.: Металлургия, 1985

Мирошин Н.В. // Изв. вузов. Физика. 1960. Т. 4. № 4. С. 139.

Новикова И.А., Мирошин Н.В. // Труды СФТИ. 1976. Т. 61. С. 117.

Новикова И.А., Мирошин Н.В. // Дефектоскопия. 1973. Т. 4. С. 270.

Семенов В.С., Парватов Г.Н., Попов А.А., Рябцев А.П. // Дефектоскопия. 1999. № 9. С. 85-93.

Жуков А.А., Редькин Г.А., Мудров А.Е., Хасанов В.Я. // Дефектоскопия. 1998. № 10. С. 47-58.

Ю. П. Райзер // Физика газового разряда.2009. С. 736.

Г. С. Ландсберг // Элементарный учебник физики. 1985. Т.2. С. 480.

Размещено на Allbest.ru