Plasmagenerator

Induktiv Kekoppeltes Plasma

Physikalisch ist ein Plasma eine Art Gas, welches teilweise oder vollständig aus freien Ladungsträgern wie Ionen oder Elektronen besteht. Alle Plasmen sind deshalb elektrisch leitfähig. Das Plasma ist - neben den bekannten Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig - ein vierter Aggregatzustand. Die Theorie zur Beschreibung eines Plasmas als elektrisch leitfähiges Gas ist die Magneto-Hydrodynamik. Charakteristisch für Plasmen ist das Leuchten, was durch die Strahlungsemission der hochbeweglichen Gasatome, Ionen oder Moleküle hervorgerufen wird.

Auf der Erde findet man natürliche Plasmen als Nordlicht (Niederdruck-Plasma), welche von Teilchenströmen der Sonne in der Ionosphäre hervorgerufen werden. In den Blitzen werden durch die Energie elektrischer Entladungen zwischen den Wolken oder dem Boden Atmosphärendruck-Plasmen erzeugt. In Flammen kommt ein Plasma praktisch nicht vor. Ein Hochdruck-Plasma befindet sich im Inneren der Sonne, wo Wasserstoff zu Helium fusioniert wird.

Künstlich erzeugte Plasmen für technische Anwendungen sind:

  • Niederdruck Gasentladungslampen, wie Leuchtstofflampen und Energiesparlampen
  • Hochdruck Gasentladungslampen, wie Halogen-Metalldampf-Lampen, Quecksilberdampf- lampen oder Natriumdampflampen
  • Schweissen und Trennen mit Lichtbogen-Schweissgeräten und Plasma-Schneidegeräten
  • Plasmafernsehgeräte und Plasma-Anzeigedisplays
  • Reaktoren zur Energieerzeugung durch Kernfusion (ITER Tokamak)
  • Ätzen in der Oberflächentechnik, wie z.B. das Plasmaätzen zur Produktion von Halbleitern oder die Aktivierung der Oberfläche von Kunststoffen vor der Beschichtung
  • Plasmainduzierte Materialabscheidung auf Oberflächen zur Isolierung von Triebwerksturbi-nenschaufeln, der Hartbeschichtung von Schneidwerkzeugen zur Verlängerung der Stand- zeit oder der Entspiegelung von Glasoberflächen durch Multicoating
  • In der Analysetechnik werden induktiv gekoppelte Plasmen (ICP) zum Aufschluss von Probenmaterialien verwendet
Hochfrequenz-Plasma-Generator S107

Plasmen unterscheiden sich in sehr weiten Bereichen durch den Druck. Es wird grob zwischen Niederdruck- Plasmen, Atmosphärendruck-Plasmen und Hochdruck- Plasmen unterschieden. Niederdruck-Plasmen werden wegen den aufwändigen Vakuumanlagen nur in Produktionsanlagen der Oberflächentechnik zum Plasma- ätzen und zur Oberflächenbeschichtung eingesetzt. Atmo- sphärendruck-Plasmen finden sich in Niederdruck- Gasentladungs-Lampen, Schweiss-Lichtbögen, Plasma- bildschirmen und ICP-Analysegeräten. Hochdruck- Plasmen werden in Plasmaschneidegeräten, Hochdruck- Gasentladungslampen sowie im ITER Tokamak zum Zweck der Kernfusion verwendet.

Ein Plasma kann nur durch eine äussere Energiezufuhr erzeugt und erhalten werden. STS Systemtechnik Skorna liefert Plasmageneratoren zur Erzeugung von Nieder- oder Atmosphärendruck-Plasmen durch Hochfrequenzanregung mit hohen Spannungen. Dabei werden die elektrisch geladenen Teilchen des Plasmas durch ein elektromagnetisches Feld zum Oszillieren angeregt. Durch Ionenstossionisation werden immer neue Ladungsträger erzeugt, welche beim Rekombinieren das charakteristische Leuchten erzeugen.

Der STS Plasmagenerator S107 wird als Energiequelle für die Plasmaerzeugung, u.a. zu Analysezwecken an gasgefüllten Leuchtmittelkolben, verwendet. Dabei wird die Gasfüllung des Lampenkolbens berührungslos zum Leuchten angeregt. Durch Analyse der Lichtfarbe und Leuchtdichte kann auf die ordnungsgemässe Befüllung des Glaskolbens geschlossen werden.

Die technischen Daten des STS - Plasma - Generators S107  
Netzversorgung    
Netzspannung 230 V 1PEN
Netzaufnahmeleistung 500 W
Einschaltdauer 100 % ED
Luftkühlung Betriebstemperaturbereich 10..40 °C
HF-Generator    
Arbeitsfrequenz einstellbar 100..400 kHz
Ausgangsspannung 25 kV rms
Ausgangscharakteristik kontinuierlich  
Innenwiderstand max. 300 k Ohm r
Mechanik    
Bedienungselemente Frontplatte manuell  
Schnittstelle zur SPS - oder Rechneransteuerung rückseitig D-Sub25
Abmessungen B x H x T 345 x 185 x 342 mm³

Der Generator besteht aus den Teilgeräten Generatoreinheit und Hochspannungstrafo, welche durch eine einseitig steckbare 1,0m lange Leitung in einem Metallschutzschlauch verbunden sind. Die Generatoreinheit wird durch einen Papierluftfilter forciert luftgekühlt. Für Anwendungen im Reinraum ist der Plasmagenerator auch mit einer Wasserkühlung lieferbar. Die Abmessungen der Generatoreinheit sind bei HF-seitiger Potentialtrennung geringer als die eines S230 Industrie- generators. Die Generatoreinheit ist in einem 19''-Einschubgehäuse mit 63TE Breite und 4HE Höhe untergebracht. Der Generator S107 wird nur kundenspezifisch auf Bestellung angefertigt.

Bitte schildern Sie uns Ihre Erwärmungsaufgabe, wir finden für Sie eine moderne und kostenoptimierte Lösung.

 


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