Методика моделирования технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда

Abstract

Рассмотрена методика моделирования технологических источников электронов высоковольтного тлеющего разряда, основанная на использовании математических функций и средств моделирования системы MatLab. Расчет распределения потенциала выполнен методом интегральных уравнений, а расчет пространственного заряда — методом трубок тока. Для расчета положения и формы границы анодной плазмы использованы упрощенные аналитические соотношения, основанные на аппроксимации экспериментальных данных. Для анализа фотографий разрядного промежутка применены современные методы компьютерной обработки изображений. Рассмотрена также методика моделирования процесса транспортировки короткофокусного электронного пучка из низкого в высокий вакуум в эквипотенциальном канале

Розглянуто методику моделювання технологічних джерел електронів високовольтного тліючого розряду, основану на використанні математичних функцій та засобів моделювання системи MatLab. Розрахунок розподілу потенціалу виконано методом інтегральних рівнянь, а розрахунок просторового заряду — методом трубок струму. Для розрахунку положення та форми межі анодної плазми використано спрощені аналітичні співвідношення на базі апроксимації експериментальних даних. Для аналізу фотографій розрядного проміжку застосовано сучасні комп’ютерні методи обробки зображень. Розглянуто також методику моделювання процесу транспортування короткофокусного електронного променя з низького до високого вакууму у еквіпотенціальному каналі.

The procedure of modeling of technological sources of electrons of high-voltage glow discharge based on the use of mathematical functions and simulation means of the MatLab system has been considered. The potential distribution was calculated by the method of integral equations, and that of a spatial charge by the method of current tubes. Simplified analytical ratios based on the approximation of experimental data were used to calculate the positions and forms of the anode plasma boundary. Modern methods of computer processing of images were used to analyze the photographs of the discharge gap. The paper also deals with the methods of modeling of the process of transporting of the short-focus electron beam from the low to high vacuum in equipotential channel. The developed system may be of interest for designers of the electron-beam technological equipment.