亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        大氣壓空氣彌散等離子體產(chǎn)生及發(fā)射光譜分析

        2023-12-12 14:59:10張大偉徐萌
        中國設(shè)備工程 2023年23期
        關(guān)鍵詞:譜線等離子體電極

        張大偉,徐萌

        (沈陽理工大學(xué)自動化與電氣工程學(xué)院,遼寧 沈陽 110159)

        近年來,低溫等離子體因其獨(dú)特的高效、環(huán)保、低能耗等技術(shù)優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于新材料、新能源、環(huán)保和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。但是能量比較集中的絲狀等離子體難以用于均勻化的生產(chǎn)領(lǐng)域,探究如何產(chǎn)生不含放電細(xì)絲的彌散等離子體引起眾多學(xué)者關(guān)注。

        其中, 李靜使用針- 環(huán)電極介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge,DBD) 系統(tǒng),將氬氣作為工作氣體,使用8.9kHz 的交流電源,在大氣壓環(huán)境中產(chǎn)生了均勻彌散的等離子體射流;Yang 等人將納秒脈沖電源作為激勵(lì)源,采用針- 板電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn),在空氣環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了陣列形式的彌散等離子體,能夠更好的適用于大面積材料處理。Shao 等人使用重復(fù)納秒脈沖電源在無介質(zhì)層的棒- 板電極結(jié)構(gòu)下,選取不同的放電間隙進(jìn)行彌散放電發(fā)展形式的研究,發(fā)現(xiàn)隨著間隙的縮小,放電逐漸從間隙4.5cm 時(shí)的電暈放電向間隙3.5cm 的彌散放電發(fā)展,最終在2.5cm 處形成了電弧與彌散等離子體共存的放電狀態(tài)。但是使用惰性氣體存在復(fù)雜的氣路裝置,同時(shí)納秒脈沖電源價(jià)格昂貴,不能滿足廣大研究者的研究需求,因此高頻化、小型化的交流電源用于驅(qū)動空氣產(chǎn)生彌散等離子體展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。其中,李冠一等人使用8kHz 的交流電源在峰峰值36kV 的電壓下,使用壁厚1mm 的石英玻璃管和ITO玻璃作為阻擋介質(zhì),分別在玻璃管口內(nèi)徑2、4、8mm 的情況下實(shí)現(xiàn)了大氣壓空氣中的彌散等離子體,并且增加電壓至40kV,得到了無氣流作用的空氣單針射流。但目前仍未見有關(guān)30kHz 以上的高頻電源驅(qū)動空氣產(chǎn)生彌散等離子體的報(bào)道,且對于空氣等離子體光譜的報(bào)道也不常見。

        基于此,本文在大氣壓空氣中建立高頻電源驅(qū)動的針-板電極DBD 平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察放電空間中的等離子體產(chǎn)生情況,進(jìn)一步分析空氣等離子體發(fā)射光譜,對空氣等離子體的實(shí)際應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。

        1 空氣放電實(shí)驗(yàn)平臺的建立

        本文在大氣壓空氣環(huán)境中進(jìn)行放電實(shí)驗(yàn)研究,建立了針- 板電極DBD 實(shí)驗(yàn)平臺。實(shí)驗(yàn)平臺裝置如圖1所示,主要包括電源裝置、等離子體發(fā)生器裝置、測量裝置等。

        圖1 實(shí)驗(yàn)平臺裝置圖

        供電采用實(shí)驗(yàn)室自制正弦交流高壓電源,輸出電壓峰峰值在0~25kV 之間連續(xù)可調(diào),電源工作頻率為35kHz。等離子體發(fā)生器采用間距可調(diào)的針-板電極DBD 裝置,由銅針、銅板、石英玻璃管和陶瓷片組成,針電極直徑1mm,一端被打磨;板電極直徑38mm,厚度2.4mm;石英玻璃管外徑10mm,厚度1.5mm;陶瓷片的尺寸為100*50*1.5mm;針電極被固定在石英玻璃管中心位置,距離石英玻璃管口4mm,陶瓷片覆蓋在銅板電極上。電源輸出電壓使用采樣比例為1000:1 的Tektronix P6015A高壓探頭測量;電流使用采樣比例10:1 的Tektronix TPP0100 探頭測量,探頭采集信號輸入Tektronix DPO 2002B 數(shù)字示波器進(jìn)行顯示。電流信號是測量串接在電路中的無感采樣電阻兩端電壓得到的。等離子體發(fā)射光譜使用Avantes 光譜儀采集,并用計(jì)算機(jī)記錄、分析。

        2 空氣彌散等離子體產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)

        2.1 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

        當(dāng)施加電壓峰值超過6.7kV 時(shí),針尖附近出現(xiàn)發(fā)光強(qiáng)度較低的淡紫色光暈,如圖2 中(a)所示,增加電壓放電依舊保持電暈狀態(tài),但電暈發(fā)光層有所增加。當(dāng)電壓達(dá)到9.3kV 時(shí),針尖和玻璃管之間出現(xiàn)通道形式的等離子體,陶瓷片上出現(xiàn)一個(gè)半徑約6mm 的淡紫色光斑,如圖2 中(b)所示。繼續(xù)增大電壓至11kV 時(shí),放電產(chǎn)生的等離子體在整個(gè)放電空間的亮度更高,在陶瓷片上形成了半徑約8mm 的光斑,如圖2 中(c)所示。

        圖2 間距10mm 時(shí)放電發(fā)展過程

        2.2 電學(xué)特性

        在產(chǎn)生彌散等離子體后,保存此時(shí)的外施電壓和回路電流波形,并選取部分周期進(jìn)行展示,結(jié)果如圖3 所示。

        圖3 外加電壓與回路電流波形

        由圖3 可知,電流只在每個(gè)正半周期固定出現(xiàn)1 次,電流幅值為mA 級別,電流峰值出現(xiàn)在電壓峰值前,負(fù)半周無明顯電流脈沖出現(xiàn)。這是因?yàn)椴捎玫尼?板電極結(jié)構(gòu)極不對稱造成的,與Sun 和郝等人的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象一致。

        圖4是將圖3 中電流脈沖展開后的結(jié)果,電流脈沖的寬度為300ns。

        圖4 電流脈沖展開圖

        3 空氣光譜粒子種類分析

        為減少環(huán)境光線對光譜測量帶來的誤差影響,在黑暗環(huán)境下進(jìn)行發(fā)射光譜采集,綜合光譜儀有效測量范圍,本實(shí)驗(yàn)采集200~1000nm 范圍內(nèi)的波長,如圖5 所示。其中,波長280~470nm 之間主要包括氮分子第二正帶系、氮分子離子第一負(fù)帶系;波長在750~800nm 之間有1 條O原子譜線,分別如圖6、圖7 所示。

        圖5 實(shí)驗(yàn)捕獲光譜圖

        圖6 第二正帶和第一負(fù)帶光譜圖

        圖7 氧原子譜線

        將280~470nm 范圍內(nèi)的主要波長進(jìn)行標(biāo)定,如圖6 所示,發(fā)現(xiàn)第二正帶系下有6 個(gè)輻照度明顯的譜帶,其主帶頭波長分別是297.7nm、315.7nm、337.1nm、357.7nm、380.5nm、405.9nm;第一負(fù)帶系有1 條譜線,波長為391.4nm。

        經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn),種類最多、輻照度最強(qiáng)的譜線均屬于N2(C3Пu-B3Пg)即氮分子第二正帶系,這是因?yàn)榭諝庵械牡獨(dú)夂孔畲螅娮幼钕扰c基態(tài)氮分子碰撞,從而使獲得能量激發(fā)到較高能態(tài)的氮分子N2(C3Пu),然后N2(C3Пu)自發(fā)躍遷回低能級的氮分子N2(B3Пg)時(shí)通過輻射光子hv 釋放能量。其中產(chǎn)生較高能態(tài)的氮分子N2(C3Пu)需要大約11eV 的能量,反應(yīng)過程如下。

        除了氮?dú)獾淖V帶外,還捕獲到了777.5nm 的O 原子譜線,如圖6 所示。主要通過電子和O2分子發(fā)生碰撞產(chǎn)生。

        因?yàn)榭諝庵械牡獨(dú)夂窟h(yuǎn)大于氧氣,所以電子與氮?dú)夥肿拥呐鲎哺?,表現(xiàn)為氮的譜線輻照度較大;此外,由于產(chǎn)生所需的能量比N2(C3Пu) 大,所以氮分子離子第一負(fù)帶系的譜線強(qiáng)度以及數(shù)量明顯少于氮分子第二正帶,這與實(shí)際測試光譜的結(jié)果一致。

        4 結(jié)語

        本文使用針-板電極介質(zhì)阻擋放電裝置在氣隙10mm的情況下產(chǎn)生了較為均勻的彌散等離子體并進(jìn)行了空氣等離子體光譜分析,得到如下結(jié)論:

        (1)彌散等離子體產(chǎn)生主要分為3 個(gè)階段,首先是電壓峰值在6.7~9.3kV 之間的電暈放電階段,放電形式穩(wěn)定且維持在電暈狀態(tài),隨著電壓增加,發(fā)光強(qiáng)度有所增加;當(dāng)電壓達(dá)到9.3kV 后,放電發(fā)展為通道形式的等離子體;當(dāng)施加電壓達(dá)到11kV 后,放電產(chǎn)生的彌散等離子體充滿放電間隙。

        (2)空氣等離子體光譜主要由6 條氮分子第二正帶系N2(C3Пu-B3Пg)譜帶、1 條氮分子離子第一負(fù)帶系譜線和1 條O 原子譜線組成。其中和主要是電子與基態(tài)氮分子碰撞產(chǎn)生,O 原子通過電子與O2分子碰撞產(chǎn)生。因?yàn)榭諝庵械獨(dú)夂枯^多且產(chǎn)生N2(C3Пu) 所需能量比產(chǎn)生的低,所以氮分子第二正帶的譜線數(shù)量明顯多于其他種類。

        猜你喜歡
        譜線等離子體電極
        基于HITRAN光譜數(shù)據(jù)庫的合并譜線測溫仿真研究
        連續(xù)磁活動對等離子體層演化的影響
        基于低溫等離子體修飾的PET/PVC浮選分離
        鐵合金光譜譜線分離實(shí)驗(yàn)研究
        電子測試(2018年11期)2018-06-26 05:56:00
        等離子體種子處理技術(shù)介紹
        鍶原子光鐘鐘躍遷譜線探測中的程序控制
        三維電極體系在廢水處理中的應(yīng)用
        三維鎳@聚苯胺復(fù)合電極的制備及其在超級電容器中的應(yīng)用
        Ti/SnO2+Sb2O4+GF/MnOx電極的制備及性能研究
        藥芯焊絲GMAW電弧光譜的研究
        一区二区三区国产高清视频| 欧美色色视频| 国产激情久久久久久熟女老人| 亚洲性感毛片在线视频| 久久99精品久久久久久琪琪| 国产suv精品一区二区6| 国产精品久久久久尤物| 亚洲国产综合久久精品| 乱码窝窝久久国产无人精品| 性欧美牲交xxxxx视频欧美| 亚洲国产精品嫩草影院久久| 国产精品美女自在线观看| 一边摸一边做爽的视频17国产| 中文字幕一区二区三区人妻少妇| a级福利毛片| 中文字幕手机在线精品| 国产一区二区精品久久岳| 国产自偷亚洲精品页65页| 亚洲无线码1区| 中文字幕亚洲入口久久| 国产精品美女久久久久av福利| 最近高清中文在线字幕观看| 日本护士一区二区三区高清热线| 中国黄色一区二区三区四区| 久久久亚洲欧洲日产国码αv| 日韩在线看片免费人成视频| 一区二区三区在线免费av| 色偷偷激情日本亚洲一区二区| 亚洲国产美女精品久久久| 女人的天堂av免费看| 国产毛片精品av一区二区| 中文字幕亚洲综合久久菠萝蜜| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 国产精品亚洲精品日产久久久| 福利视频一区二区三区| 亚洲色大成网站www久久九| 揄拍成人国产精品视频肥熟女| 国产毛片精品av一区二区| 日本一本之道高清不卡免费| 久久青草伊人精品| 日韩一级精品亚洲一区二区精品|