Amplifier
﹇
１１１︷汗ⅡⅡⅡ
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− １ − I ‑ G 雪 二 Ｉ １ １ 『 ■ ■ ■
Function
■■
この実験では、放電による電極の質量変化を測定する実験を行った。本実験では、ファンク ションジェネレータと高電圧アンプとを組み合わせ放電電源とした。この電源では、ファンク ションジェネレータの信号を高電圧アンプにてｌ:１０００に昇圧して出力する｡電流の制限は４０ｍＡ と し た 。 出 力 さ れ た 電 圧 は 、 針 状 電 極 に 印 加 さ れ る 。 投 入 電 力 を 測 定 す る た め に 、 電 流 ・ 電 圧 を測定した。電流はTextronix社製のカレントプローブを用いた。電圧は、高電圧アンプ内に搭
generator
Electrodes
Fig.５−１Configurationofthedischargeexperiment．
3１
載されている電圧プローブにて測定した。これらをkeyence社製のデータロガーで記録し、投入
電力を算出した。サンプリング周波数は１００kHzとした。・フアンクシヨンジェネレータ（AFG3021B）
本実験にて使用したフアンクションジェネレータはTbxtronix社製AFG3021Bを用いている。
その仕様をTable5‑1に示す。
mble5‑1Specificationsoffimctiongenerator．
Type
Channels
Wavefbrms
Ｓｉｎｅｗａｖｅ
ＤＣ(into50Q）
Amplitude,５０Qload Amplitude,opencircuit
Mainoutput
ＡＦＧ３０２１Ｂ l
Sine,Square,Pulse,Ramp,nPiangle,Sin(x)/X， Exponentialrise＆Decay,Gaussian,Lorentz，
Haversine,ＤＣ,Ｎｏｉｓｅ ｌＩＡＨｚｔｏ２５ＭＨｚ
−５Ｖｔｏ＋5Ｖ
ｌＯｍＶｐ−ｐｔｏｌＯＶｐ−ｐ ２０ｍＶｐ−ｐｔｏ２０Ｖｐ−ｐ
５０Ｑ
・高電圧アンプ（HAP‑10B40）
本実験で使用した高電圧アンプは松定プレシジヨン製HAP‑10B40を用いた｡その仕様をTable 5‑2に記す。
ｎｌｂｌｅ５−２SpecificationofHighvoltageamplifier． Type
lnput
Output
ＨＡＰ−１０Ｂ４０
VOltage[V］ Impedance[kQ］
VOltage[kV］ Current[ｍA］
Step‑upratio Slewrate[V/us］ Signalbandwidth[kHz］
3２
士１０ １０
±１０
±４０ １:1０００
７００ ＤＣ〜７
･電流プローブ（HIOKI9274）
本研究で用いた電流プローブはHIOKI9274である。その仕様をTable5‑3に記す。
ｍｂｌｅ５−３Specificationsofcurrentprobe．
Type ＨＩＯＫＩ９２７４＆ＨＩＯＫＩ３２７０
ＭＡＸＡＣｐ−ｐ[A］
Vbltagedisplayrange MAXconductordiameter[ｍｍ］
Bandwidth[MHz］
50
0.1Ａ/1Ｖ
５．０ ＤＣ〜1０
窒 素 置 換 用 放 電 室
窒素雰囲気下で実験を行うため、パイレックスの放電室を用いた。
針電極の配置を示した図をFig.５−２に示す。
州 吐 幅 誉 茎 毎 涯 鞭
' 麺 副 、 悪 謡 ‑ i , 霊 = 害 ↑
−１−
■■
Electrodes
、 〆
放 電 室 、 放 電 室 中 で の
D i … v " 鳶 i 〜
( P y r e x g l a s s ) 、
Crimp員Sｔ,ﾉleterminals、 『
(040：
Fig.５−２ＳｃｈｅｍａｔｉｃｏｆｇｌａｓｓｃｏｎｔａｉｎｅｒｆｂｒＮ２purge．
3３
5.1.1.2実験条件
実験条件をnble5‑4に示す。放電条件として、周波数、初期雰囲気、電極材質、電極径をパ ラメータとし、計１６通りの実験を行った。それぞれの条件で３回ずつ実験を行った。電圧は電 源の最大印加電圧の１０ｋＶ、電極間距離は１０ｋＶに対して確実に放電を維持できる５ｍｍと設定 した。電極には耐熱温度が高く、今までの実験でも使われていたためタングステン、そして酸 化の影響が小さい理由でＳＵＳ３０４を候補とし、実験を行った。
nble5‑4Experimentalparameter．
D i s c h a r g e t i m e [ s e c ］ S e t u p v o l t a g e [ k V ］
F r e q u e n c y [ H z ］ Atmosphere
Electrodes
E l e c t r o d e s s i z e [ m m ］ E l e c t r o d e s g a p [ m m ］
3４
１ １０ ５０／５０００
Air／Ｎ２
ＳＵＳ３０４／Iimgsten
①1.0／の0.3 ５
3５
結果をプロットした。
０５０４３３
５０５２２１
﹇ま﹈①四厘ｍ二Ｕ協両三
▲
3０
回TUng/ .O/50Hz zTung/中1.0/5kHz
■Tung/巾0.3/50Ｈｚ 回Tung/中0.3/5kHz
▲SUS/ .O/50Ｈｚ ＡSUS/中1.0/5kHz ＡSUS/中0.3/50Ｈｚ
▲SUS/中0.3/5kHz
５０５０２２１１
﹇ま﹈の叩匡︑二Ｕいめ︑三
５０
▲Ｌ
▲
暦，匪唾且国畷些晶 風一過且４ムム
ユ ５ ２ ０ ２ ５ ３ ０ ３ ５ ４ ０
Power[Ｗ］
Fig.５−３ＭａｓｓＣｈａｎｇｅｏｆＡｎｏｄｅａｓａｆｉｍｃｔｉｏｎｏｆdischargepowerinAir．
4０
０５０
１5.1.2実験結果および考察 5.1.2.1電極質量変化
各電極の実験前後の投入電力に対する質量変化の結果を示す。電力を横軸に、初期電極質量 からの放電後の質量変化（単位[％]）を縦軸に取ったグラフの、初期雰囲気ＡｉｒとＮ２の図を、
それぞれFig.５−３，Fig.5‑4に示す。このグラフは+側電極の質量変化を示している。グラウンド
電極においても同じ傾向が見られた。実験は同じ条件に対して三回ずつ行っている為、全ての4０
3５
Fig.５−４ＭａｓｓＣｈａｎｇｅｏｆＡｎｏｄｅａｓａｆＵｎｃｔｉｏｎｏｆｄｉｓｃｈａｒｇｅｐｏｗｅｒｉｎＮ２
aTung/中1.0/50Ｈｚ
■Tung/中１．0/5kHz
■Tung/中0.3/50Ｈｚ
■Tung/中0.3/5kHz
▲SUS/中１．０/50Ｈｚ
▲SUS/中１．O/5kHz
▲SUS/巾0.3/50Ｈｚ
▲SUS/巾0.3/5kHz
− Ｆ 嘩 恩 曇 ﾉ 岬 厘 函 一 理 一 息 ， △
1５ 2０ 2 ５ ３ ０
Power[Ｗ］
3５
０５
﹇三﹈﹄①言ｏ１
る。
１
１
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Ｉ型ＩｌｌＩｌ．Ⅱ
１１１１︲Ｉ
○一１ＩＩｊｌｌｌｌｌｌ亭ＩＩＩＩｌ
F
i l l
ＳＵＳの１ｍｍ､'nmgsten １ｍｍにおいては周波数､初期雰囲気の違いによる差は見られず、
どの条件においても質量変化がほとんど見られなかった。
nmgsten 0.3ｍｍにおいてはＡｉｒにおいては質量減少が見られたが､Ｎ２においては質量変 化が見られなかった。周波数による差はほとんど見られなかった。
ＳＵＳの0.3ｍｍにおいては、Ａｉｒにおいては大きな質量減少が見られた。各実験ナンバーにお ける質量変化の差は後述する。Ｎ２においては質量減少がほとんど確認できなかった。また、こ の条件においてはAir、Ｎ２雰囲気どちらにおいても電力が大きいが、これは放電により電極温 度が上昇し、それに伴い抵抗値も上昇する。電流を制限しているため電圧が大きくなり、電力 も 大 き く な っ た と 考 え ら れ る 。 ま た 放 電 時 間 と と も に 電 極 間 隔 が 大 き く な っ た 事 に よ り 、 電 圧 が大きくなり、電力が上昇した事も原因として考えられる。ＳＵＳｊ０３ｍｍ/Air/f=50Ｈｚの条件 の電力波形をFig.5‑5に示す。実際に電力波形からも時間とともに電力が上昇している事が分か
lOO
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ｒ凹宮．ｂⅡⅡ■且国
目Iｑ
１０
800 Ⅱ
200 400 劃､０
１０
Ｔｉｍｅ[msl
Fig､５−５Wavefbrmofdischargepower,ＳＵＳ，の0.3ｍｍ,Air;５０Ｈｚ．
3６
一
左 が 放 電 前 で 右 が 放 電 後 を 示 し て
虚■一
5.1.2.2電極損耗
各電極の放電前後の写真をFig.５−６からFig.５−２１に示す。
いる。
※ 電 極 材 料 ／ 針 電 極 径 ／ 初 期 雰 囲 気 ／ 実 験 周 波 数
ｒｎ 鼻団
− 一
Fig.５−６njmgsten／ １．０ｍｍ／Ａｉｒ／５０Ｈｚ
雨一口
雲
■ロ
Fig.５−７Ｉｎｍｇｓｔｅｎ／ｊ１．０ｍｍ／Ａｉｒ／５kＨｚ
3７ 函
一
Fig.５−９１nmgsten／ｊ１．０ｍｍ／Ｎ２／５kＨｚ
■
ロ
ー■
Fig.５−８ nmgsten／ｊ1.0ｍｍ／Ｎ２／５０Ｈｚ
１ｺ
Ｂ−ｐＰ一声︲︾
００
口
■
Fig.５−１０ｌｎｍｇｓｔｅｎ／の0.3ｍｍ／Ａｊｒ／５０Ｈｚ
■■
■
L 可
ゴ ■ 上 竺 . ■ 牛 一 寺 会 』 一
Fig.５−１１nmgsten／巾0.3ｍｍ／Ａｉｒ／５ｋＨｚ
ア
Fig.５−１２mmgsten／の0.3ｍｍ／Ｎ２／５０Ｈｚ
Fig.５−１３ｌｎｍｇｓｔｅｎ／の0.3ｍｍ／Ｎ２／５kＨｚ
3８
一
マ 動 ,
3９
Fig.５−１７ＳＵＳ304／巾1.0ｍｍ／Ｎ２／５kＨｚ Fig.５−１４ＳＵＳ304／山1.0ｍｍ／Ａｉｒ／５０Ｈｚ
』
②
郵一︷｜円
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