GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING

Purpose. To obtain experimentally that the duration of the high-voltage pulse front is less than 1.5 nanoseconds on the load of a pulse voltage generator of less than 50 ohms in the form of more than two working chambers with a water-containing product. That increases the efficiency of disinfection...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2017
Автори: Boyko, N. I., Makogon, A. V.
Формат: Стаття
Мова:English
Ukrainian
Опубліковано: National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2017
Теми:
Онлайн доступ:http://eie.khpi.edu.ua/article/view/2074-272X.2017.4.08
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Electrical Engineering & Electromechanics

Репозитарії

Electrical Engineering & Electromechanics
id eiekhpieduua-article-108793
record_format ojs
institution Electrical Engineering & Electromechanics
collection OJS
language English
Ukrainian
topic generator of pulsed voltages
peaking of the pulse front in cascades of generator
working chamber
spark gap or switch
inactivation of microorganisms in food products
621.373
генератор импульсных напряжений
покаскадное обострение фронта импульсов
рабочая камера
разрядник
инактивация микроорганизмов в пищевых продуктах
621.373
spellingShingle generator of pulsed voltages
peaking of the pulse front in cascades of generator
working chamber
spark gap or switch
inactivation of microorganisms in food products
621.373
генератор импульсных напряжений
покаскадное обострение фронта импульсов
рабочая камера
разрядник
инактивация микроорганизмов в пищевых продуктах
621.373
Boyko, N. I.
Makogon, A. V.
GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
topic_facet generator of pulsed voltages
peaking of the pulse front in cascades of generator
working chamber
spark gap or switch
inactivation of microorganisms in food products
621.373
генератор импульсных напряжений
покаскадное обострение фронта импульсов
рабочая камера
разрядник
инактивация микроорганизмов в пищевых продуктах
621.373
format Article
author Boyko, N. I.
Makogon, A. V.
author_facet Boyko, N. I.
Makogon, A. V.
author_sort Boyko, N. I.
title GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
title_short GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
title_full GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
title_fullStr GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
title_full_unstemmed GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING
title_sort generator on arcadyev-marx scheme with peaking of the pulse front in its cascades for food disinfecting
title_alt ГЕНЕРАТОР ПО СХЕМЕ АРКАДЬЕВА – МАРКСА С ПОКАСКАДНЫМ ОБОСТРЕНИЕМ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
description Purpose. To obtain experimentally that the duration of the high-voltage pulse front is less than 1.5 nanoseconds on the load of a pulse voltage generator of less than 50 ohms in the form of more than two working chambers with a water-containing product. That increases the efficiency of disinfection of treated products. Methodology. To obtain high-voltage pulses in working chambers - the generator load - the pulse generation method was used according to the Arkadyev-Marx scheme. The pulses on the load were measured with a low-ohm resistive voltage divider, transmitted over a broadband coaxial cable, and recorded using a C7-19 oscilloscope with a 5 GHz bandwidth. The working chambers were filled with water and consisted of an annular body made of PTFE 4 and metal electrodes forming the bottom and the chamber cover having flat linings of food stainless steel for contact with the food product inside the chamber. Results. The high-voltage pulses on the generator load of about 50 Ohm or less have a trapezoidal shape with a rounded apex and a base duration of no more than 80 ns. The experimentally obtained pulse amplitudes on the generator load are up to 18 kV. As the load resistance decreases, the amplitude of the pulses decreases, and the duration of the front and pulse duration in general are shortened because of the accelerated discharge of cascade capacitive storages. Originality. For the first time we have obtained experimentally on the load of the generator in the form of three parallel working chambers with water, the active resistance of each of which is less than 50 Ohm, the pulse front duration tf≈1 ns. In addition, we have obtained experimentally a stable 9-10 channel triggering mode of the trigatron type spark gap in a five-cascade pulse voltage generator with a step-by-step peaking (exacerbation) of the pulse front in its cascades (GPVCP). Practical value. We have obtained experimentally the nanosecond pulse front duration on the GPVCP load and that opens the prospect of industrial application of such generators for microbiologically disinfecting treatment (inactivation of microorganisms in food) water-containing food products.
publisher National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine”
publishDate 2017
url http://eie.khpi.edu.ua/article/view/2074-272X.2017.4.08
work_keys_str_mv AT boykoni generatoronarcadyevmarxschemewithpeakingofthepulsefrontinitscascadesforfooddisinfecting
AT makogonav generatoronarcadyevmarxschemewithpeakingofthepulsefrontinitscascadesforfooddisinfecting
AT boykoni generatorposhemearkadʹevamarksaspokaskadnymobostreniemfrontaimpulʹsovdlâobezzaraživaûŝejobrabotkipiŝevyhproduktov
AT makogonav generatorposhemearkadʹevamarksaspokaskadnymobostreniemfrontaimpulʹsovdlâobezzaraživaûŝejobrabotkipiŝevyhproduktov
first_indexed 2024-06-01T14:38:25Z
last_indexed 2024-06-01T14:38:25Z
_version_ 1800669972588920832
spelling eiekhpieduua-article-1087932017-08-23T13:31:54Z GENERATOR ON ARCADYEV-MARX SCHEME WITH PEAKING OF THE PULSE FRONT IN ITS CASCADES FOR FOOD DISINFECTING ГЕНЕРАТОР ПО СХЕМЕ АРКАДЬЕВА – МАРКСА С ПОКАСКАДНЫМ ОБОСТРЕНИЕМ ФРОНТА ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ОБЕЗЗАРАЖИВАЮЩЕЙ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Boyko, N. I. Makogon, A. V. generator of pulsed voltages peaking of the pulse front in cascades of generator working chamber spark gap or switch inactivation of microorganisms in food products 621.373 генератор импульсных напряжений покаскадное обострение фронта импульсов рабочая камера разрядник инактивация микроорганизмов в пищевых продуктах 621.373 Purpose. To obtain experimentally that the duration of the high-voltage pulse front is less than 1.5 nanoseconds on the load of a pulse voltage generator of less than 50 ohms in the form of more than two working chambers with a water-containing product. That increases the efficiency of disinfection of treated products. Methodology. To obtain high-voltage pulses in working chambers - the generator load - the pulse generation method was used according to the Arkadyev-Marx scheme. The pulses on the load were measured with a low-ohm resistive voltage divider, transmitted over a broadband coaxial cable, and recorded using a C7-19 oscilloscope with a 5 GHz bandwidth. The working chambers were filled with water and consisted of an annular body made of PTFE 4 and metal electrodes forming the bottom and the chamber cover having flat linings of food stainless steel for contact with the food product inside the chamber. Results. The high-voltage pulses on the generator load of about 50 Ohm or less have a trapezoidal shape with a rounded apex and a base duration of no more than 80 ns. The experimentally obtained pulse amplitudes on the generator load are up to 18 kV. As the load resistance decreases, the amplitude of the pulses decreases, and the duration of the front and pulse duration in general are shortened because of the accelerated discharge of cascade capacitive storages. Originality. For the first time we have obtained experimentally on the load of the generator in the form of three parallel working chambers with water, the active resistance of each of which is less than 50 Ohm, the pulse front duration tf≈1 ns. In addition, we have obtained experimentally a stable 9-10 channel triggering mode of the trigatron type spark gap in a five-cascade pulse voltage generator with a step-by-step peaking (exacerbation) of the pulse front in its cascades (GPVCP). Practical value. We have obtained experimentally the nanosecond pulse front duration on the GPVCP load and that opens the prospect of industrial application of such generators for microbiologically disinfecting treatment (inactivation of microorganisms in food) water-containing food products. Цель. Экспериментально получить на нагрузке генератора импульсных напряжений величиной менее 50 Ом в виде более двух рабочих камер с водосодержащим продуктом длительность фронта импульсов высокого напряжения менее 1,5 наносекунд, что повышает эффективность обеззараживания обрабатываемых продуктов. Методика. Для получения высоковольтных импульсов на рабочих камерах - нагрузке генератора применена методика генерирования импульсов по схеме Аркадьева – Маркса. Импульсы на нагрузке измерялись при помощи низкоомного резистивного делителя напряжения, передавались по широкополосному коаксиальному кабелю и регистрировались при помощи осциллографа С7-19 с полосой пропускания 5 ГГц. Рабочие камеры заполнялись водой и состояли из кольцеобразного корпуса, выполненного из фторопласта, и металлических электродов, образующих дно и крышку камеры, имеющих плоские накладки из пищевой нержавеющей стали для контакта с пищевым продуктом внутри камеры. Результаты. Высоковольтные импульсы на нагрузке генератора примерно 50 Ом и менее имеют трапециевидную форму со скругленной вершиной и длительность по основанию не более 80 нс. Экспериментально полученные амплитуды импульсов на нагрузке генератора – до 18 кВ. При уменьшении сопротивления нагрузки амплитуда импульсов уменьшается, а длительность фронта и импульсов в целом укорачивается из-за ускоренного разряда емкостных накопителей каскадов. Научная новизна. Впервые на нагрузке генератора в виде трех параллельно включенных рабочих камер с водой, активное сопротивление каждой из которых менее 50 Ом, экспериментально получена длительность фронта импульсов tf≈1 нс. Кроме того, отлажен стабильный 9-10 канальный режим срабатывания выходного разрядника тригатронного типа в пятикаскадном генераторе импульсных напряжений с покаскадным обострением фронта импульсов (ГИНПО). Практическая значимость. Полученная экспериментально наносекундная длительность фронта импульсов на нагрузке ГИНПО открывает перспективу промышленного применения таких генераторов для микробиологически обеззараживающей обработки (инактивации микроорганизмов) водосодержащих пищевых продуктов. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute" and State Institution “Institute of Technical Problems of Magnetism of the National Academy of Sciences of Ukraine” 2017-08-16 Article Article application/pdf application/pdf http://eie.khpi.edu.ua/article/view/2074-272X.2017.4.08 10.20998/2074-272X.2017.4.08 Electrical Engineering & Electromechanics; No. 4 (2017); 49-54 Электротехника и Электромеханика; № 4 (2017); 49-54 Електротехніка і Електромеханіка; № 4 (2017); 49-54 2309-3404 2074-272X en uk http://eie.khpi.edu.ua/article/view/2074-272X.2017.4.08/103774 http://eie.khpi.edu.ua/article/view/2074-272X.2017.4.08/103775 Copyright (c) 2017 N. I. Boyko, A. V. Makogon https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0