大气压氩气/空气介质阻挡放电中分子振动温度

使用水电极介质阻挡放电装置,在氩气和空气混合气体放电中,利用光谱方法测量了氮分子(C3Πu)的振动温度及其随空气含量的变化关系.计算中采用的是氮分子第二正带系(C3Πu→B3Πg)的发射谱线,顺序带组有:△v=-1,△v=-2和△v=-3.结果表明:大气压介质阻挡放电中氮分子振动温度范围为1 938～2 720 K,振动温度随空气含量的增加几乎是线性增加的.该工作对研究介质阻挡放电中等离子体的动力学过程具有重要意义.  

大气压氩气介质阻挡放电中的电子激发温度

采用发射光谱强度比法,测量了大气压氩气介质阻挡放电(DBD)中的电子激发温度。实验在690~800nm的范围内测量了大气压氩气DBD的发射光谱,经分析发现这些谱线全部是氩原子的发射谱线。为了测量电子激发温度,选用相距较近的763.51nm(2P6→1S5),772.42nm(2P2→1S3)的两条光谱线。结果发现电子温度的范围为0.1~0.5eV,电子激发温度随电压的增加而增加,随流量的增加而减小。实验还发现氩气流动与非流动时电子激发温度有明显的差别。上述结果对介质阻挡放电在工业领域上的应用具有重要意义。  

大气压氩气微放电通道中电子激发温度的时间演化

利用双水电极介质阻挡放电装置，采用光谱方法测量了大气压氩气介质阻挡放电微放电通道 中的电子温度的时间演化.选取波长为69654nm(2P₂→1S₅)，763 51nm(2P₆→1S₅ )，77242nm(2P₂→1S₃)的氩原子谱线进行了时间分辨测量.实验 发现在放电期间，电 压波形开始下降，在放电熄灭后又开始上升.高能级为2P₂的跃迁（77242nm和 69654nm ）比2P₆的跃迁76351nm要延迟几十ns.根据其时间分辨谱，估算了微放电中的 电子激发 温度的时间演化，结果表明，电子激发温度并不是一个恒定值，而是随时间变化的.当放电 电流达到最大值，即电子密度达到最大值时，其电子温度并未达到最大值，而经过200ns 后 才达到最大值.  

少量氩气对大气介质阻挡放电光谱的增强

采用双水电极介质阻挡放电装置,测量了大气介质阻挡放电的光谱,并研究了加入少量氩气后光谱的变化。在300~800 nm波长范围内,发现了氮分子(C3Πu(v′=0)→B3Πg(v″=0~4))的光谱和氮原子(4d4D7/2→3p4P01/2)的光谱。在大气中加入少量氩气后,击穿电压明显降低,在相同电压条件下,氮分子光谱线和氮原子光谱线强度都增强。同时,加入氩气后上述谱线的半宽度明显加大。由于谱线的Stark加宽与电子密度成正比,说明加入氩气后等离子体的电子密度增大,使得电子碰撞激发氮分子及氮原子的概率增大,激发到较高激发态的氮原子或氮分子增多,从而使光谱强度增强。  

物理实验的计算机模拟

我们通过第二课堂、毕业实习等方式,参与物理实验计算机模拟课件的研制.通过这种实践活动有效地培养了集体主义和协作精神、科学态度和钻研精神,综合素质得到提高.下面是一些体会.  

大气压氩气放电六边形斑图的电子激发温度研究

采用特殊设计的气体介质阻挡放电实验装置,对大气压氩气放电六边形斑图的放电信号及激发光谱进行了测量.采用发射光谱强度比法,计算了放电丝呈六边形斑图时的电子激发温度.实验发现,随着驱动电压频率的升高,六边形斑图的电子激发温度明显升高,各放电通道之间的放电时间相关程度提高.该工作对控制斑图的形成和研究斑图动力学具有重要参考价值.  

氩气介质阻挡放电不同放电模式的电学特性研究

采用水电极介质阻挡放电装置，在气压为40kPa的氩气中实现了弥散、流光和斑图三种不同 模式的放电，并对其光电特性进行测量.通过测量测试电容上的电压，从而将气隙电压计算 出来，发现随外加电压增加，放电起始时刻不断提前，放电占空比增加；对应放电时刻，气 隙电压减小、输运电荷突增，使得气隙电压和电量波形都远远偏离正弦.气隙电压与输运电 荷成非线性关系.给出了外加电压零点对应的气隙电压随外加电压峰值的变化关系.讨论了壁 电荷在放电中的作用及对气隙电压和电量波形的影响.  

仪器展宽对大气压等离子体电子密度测量的影响

实验使用两台不同的单色仪,采用光谱线型法测量了大气压氩气介质阻挡放电中的电子密度.诊断结果表明,由于不同的单色仪其仪器加宽不同,仪器加宽对总的光谱线型有较大影响.通过考虑等离子体中的各种加宽机制,采用卷积和反卷积的方法对氩原子发射谱线线型进行了分析,从整个光谱线型中分离出Stark线型,排除了仪器加宽对最终诊断结果的影响.从而最终测量了大气压氩气介质阻挡放电中的电子密度.测量得到在大气压氩气介质阻挡放电中单个放电丝存在时,电子温度为10000K时,电子密度约为3.05-3.26×1021 m-3.此方法不仅可以应用在大气压介质阻挡放电中,还可以用于测量其它大气压等离子体电子密度.  

中等pd值介质阻挡放电的空间均匀性

使用双液体电极介质阻挡放电装置，在中等pd值下获得了具有高空间均匀性的等离子体。采用时空分辨测量方法研究了放电的光电特性。结果表明，具有高空间均匀性的等离子体能在很大的电压范围内维持，相应的输入功率也在一个很大范围内变化。讨论了壁电荷对放电功率和空间均匀性的影响。  

不同微场分布函数下的光谱线型

根据光谱学,总的光谱线型是各种加宽机制的卷积结果。考虑到等离子体中的离子碰撞,Stark加宽本质上是一种非对称的光谱线型,其中微场分布函数对光谱线型起着非常关键的作用。该文利用不同的微场分布函数研究了微场分布函数对总的光谱线型的影响。研究结果表明,在电子加宽参数和离子加宽参数很小时,不同微场分布函数对整个光谱线型的影响基本相似,但随着离子加宽参数的增加,3种不同的微场分布函数对Stark光谱线型的影响逐渐增加;随着电子加宽参数的增加,不同的微场分布函数对Stark光谱线型的影响也逐渐增加;但总体上Holtsmark分布和Nearest-Neighbor场分布下的光谱线型差别较小,但是Mayer模型对光谱线型影响较大。特别是,当离子加宽参数较大时,Mayer模型对光谱线型的影响异常明显,这也正说明离子间碰撞剧烈时对光谱线型的影响很大。该结果对等离子体参数诊断有一定参考价值。