在注氣持續(xù)時間短、注入氣體質(zhì)量大的快速電磁閥測量中,采用高頻響應(yīng)壓力傳感器在電磁閥出口測量了氣體的動態(tài)壓力,通過真空室注氣前后的壓強(qiáng)差測量了注入氣體的質(zhì)量。研究表明,驅(qū)動電流、位移限定以及背景氣壓對氣體注入特性有顯著影響。當(dāng)閥片受到的電磁力遠(yuǎn)大于背景氣壓造成的阻力時,增大驅(qū)動電流和增大背景氣壓都會加速流道口氣體流動,提高氣體注入量;電磁閥最高流速超過當(dāng)?shù)芈曀?流道應(yīng)該設(shè)計成擴(kuò)張式,且流道的長度要求盡可能短;電磁閥的注氣持續(xù)時間主要由閥片的運(yùn)動時間以及閥片關(guān)閉后氣體在流道內(nèi)擴(kuò)散速率決定的。 

【文章來源】：核聚變與等離子體物理. 2020,40(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

電磁閥結(jié)構(gòu)圖(a)和驅(qū)動電路圖(b)

驅(qū)動電流以及背景氣壓對電磁閥響應(yīng)時間的影響如圖3所示。電磁閥的響應(yīng)時間可以分為兩部分：一部分是閥片受到的電磁力克服背景氣壓造成的阻力、彈簧彈力以及閥片自重所需的時間ts1，另一部分是氣體在流道內(nèi)運(yùn)動的時間ts2。ts1主要與驅(qū)動電流有關(guān)，ts2主要與流道入口的初始流速有關(guān)。當(dāng)背景氣壓不變時，驅(qū)動電流越大，電磁閥響應(yīng)時間越短。驅(qū)動電流越大，閥片運(yùn)動越快。一方面閥片克服阻力所需的時間ts1變小；另一方面流道口壓強(qiáng)變化變大，初始流速增大，氣體在流道內(nèi)運(yùn)動的時間ts2變小，故電磁閥響應(yīng)時間縮短。

滑塊模式是目前產(chǎn)生大質(zhì)量高速度高密度等離子體射流所期望的工作模式，要求工作介質(zhì)能夠全部快速的注入，同時在軌道內(nèi)分布較為集中，而且放電時無工作介質(zhì)注入。電磁閥的可關(guān)斷性、注氣的持續(xù)時間也是衡量其性能的一項重要指標(biāo)。實驗通過引入位移限定，分別設(shè)置為0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm，研究氣體持續(xù)時間的影響因素。不同位移限定下注氣持續(xù)時間與電流的關(guān)系如圖5所示，背景氣壓對注氣時間的影響如圖6所示。由圖5可知，隨著驅(qū)動電流的增大，不同位移限定條件下注入氣體的持續(xù)時間均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。在最大位移未達(dá)到限定值前，電流增大，閥片位移增大，注入氣體的持續(xù)時間增大；當(dāng)最大位移超過限定值時，電流增大，閥片運(yùn)動速度增大，由于存在位移限定，閥片由開啟至關(guān)閉的運(yùn)動時間減小。由圖5所示數(shù)據(jù)，可以推算出閥片位移達(dá)到0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm所需的電流分別約為1.25kA、1.55kA、1.71kA和1.87kA。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3210588