[发明专利]利用偏置电流测量等离子体空间电位的探针及测量方法

摘要

本发明公开了利用偏置电流测量等离子体空间电位的探针及测量方法，采用球形探针与其周围等离子体耦合获得相对耦合电势；“悬浮式”恒流源电路向探针施加偏置电流；高阻抗耦合电势检测电路和偏置电流电路均内置于球形探针内部；信号处理单元采集处理探针耦合电势信号并提供偏置电流控制电压信号。探针采用了施加偏置电流的等效方式，改变并使探针浮点电位向其周围等离子体空间电位逼近；依据Langmuir探针诊断等离子体参数，计算得到所施加偏置电流初始值，实现偏置电流值的快速收敛；通过连续增加偏置电流的方法，最终测量获得等离子体空间电位。本发明既可避免发射探针热电子发射及其空间电荷效应，又可提高探针对等离子体空间电位测量精度。

主权项

利用偏置电流测量等离子体空间电位的探针，其特征在于，包括球形壳体，所述球形壳体由内到外，依次为球形导电内层壳体、球形导电中层壳体和球形导电外层壳体，包括设置于球形导电内层壳体内部的耦合电势检测电路、偏置电流源电路和低通滤波电路，还包括信号处理单元电路；所述耦合电势检测电路检测球形导电外层壳体与周围等离子体的相对耦合电势信号，并将检测信号分别发送至信号处理单元电路和低通滤波电路；在信号控制单元的控制下，偏置电流源电路向球形导电外层壳体施加设定方向和大小的偏置电流，并将施加偏置电流后的电势信号发送至信号处理单元电路；同时检测信号在经过低通滤波电路后，将滤波后的信号发送至球形导电中层壳体。