纳秒脉冲电压下气体开关的击穿特性

 采用快速Marx发生器产生ns量级的高电压脉冲,分别开展了不同脉冲电压值下气体开关自击穿实验,获得了气体开关在不同气压下的击穿电压和击穿延迟时间以及抖动。详细介绍了纳秒脉冲电压作用下,气体火花开关击穿电压和击穿延迟时间随工作气压变化的特点,指出了气体开关在不同场合应用时的要求。     

Determination of Ionization Coefficient of Atmospheric Helium in Dielectric Barrier Discharge

A weakly luminous layer close to the anode is observed at time far ahead of the current pulse in dielectric barrier discharge of helium at atmospheric pressure and it is considered as the result of a very weak Townsend discharge. Based on the assumption that the space charge produced by this Townsend discharge is too small to distort the uniform electric field in the gas gap, the electrons have more or less the same energy over the entire gap and the spatial distribution of the discharge light is proportional to the distribution of electron density. This light distribution is obtained by processing side-view photograph of discharge gap using an intensified charge coupled device camera with an exposure time of 20ns. By fitting a theoretically derived formula with the measured curve of light distribution, the Townsend electron ionization coefficient α is determined to be 31 cm^-1 at E/p = 3.6 V·cm^-1·Torr^-1, which is much higher than that obtained by solving the Boltzmann equation of pure helium. It is believed that penning ionization of helium metastables with impurity of nitrogen molecules makes great contribution to the experimentally determined α value. The contribution of this penning ionization to α is roughly estimated.     

气流对氮气介质阻挡放电气体温度及放电模式的影响

利用光谱测量和高速照相的方法,对大气压氮气介质阻挡放电进行了研究.在气流的帮助下,2mm气隙中的均匀放电可以长时间得以维持.根据放电电流波形和1μs曝光时间的放电图像,这种均匀放电被判定为汤森放电.用氦氖激光器对实验中所用的光谱仪带来的谱线轮廓展宽进行了标定,并将得到的仪器展宽数据输入Specair软件,计算了不同气体温度下氮分子二正系0—2谱带的谱线轮廓.通过用计算谱线轮廓去拟合实验谱线轮廓,确定了氮分子的转动温度并将其近似为气体温度.结果表明:大气压氮气介质阻挡汤森放电并不能使气体温度大幅上升(ΔTg≤50K),气体温度的小幅上升不会引起热不稳定性而导致放电发展成为细丝放电.气流确实可以降低放电气体温度,但这不是使汤森放电得以维持的原因.通过比较加入气流前后的放电光谱可知,气流降低了气隙中杂质氧的含量,使得更多的氮分子亚稳态N2(A3Σu+)的寿命延长到下一次放电的起始时刻,为汤森放电提供了必需的大量种子电子.     

用PET薄膜覆盖金属丝网电极实现大气压空气中均匀放电

将325^#不锈钢丝网电极和0.1 mm厚的PET薄膜紧贴在一起,平整地固定在Rogowski电极基座上,用50 Hz工频电压源及并联稳压电容,在大气压下2 mm空气间隙中实现了均匀放电.实验表明：将放电电流和电荷量波形作为判断放电均匀性的依据并不是完全可靠的,它只能判断放电在时间上的一致性,而不足以判断放电在空间上的均匀性.只有拍摄曝光时间不大于100ns的放电图像,才能可靠地判断放电的均匀性.在金属丝网电极覆盖PET薄膜的大气压气体放电实验中,这种放电图像被拍摄到,并说明大气压空气中的均匀放电只是汤森放电,而非辉光放电. 关键词： 大气压辉光放电 金属丝网电极 驻极体 高速摄影     

脉冲电场对脂肪氧化酶及多酚氧化酶构象影响的光谱分析

以多酚氧化酶(Polyhenol oxidase, PPO)和脂肪氧化酶(Lipoxygenase, LOX)为研究材料, 利用圆二色谱(CD)和荧光光谱分析了脉冲电场(PEF)对此两种酶蛋白二级和三级构象的影响。PPO和LOX酶活在电场强度为20 kV·cm-1的同轴处理室内处理320 μs分别降低了60.3%和21.7%,并且,随着电场强度的增大, 脉冲处理时间的延长, PPO与LOX酶的活性进一步降低。通过CD光谱图发现, PEF处理后,PPO和LOX的α-螺旋含量显著降低, 而β-折叠含量则呈现增长, 表明PPO与LOX酶蛋白中的二级构象在PEF处理后发生了极大的改变, 酶活钝化和二级结构的破坏之间存在对应关系。PEF处理后LOX的荧光强度增加, 随电场强度增强荧光强度增加幅度显著增大,表明PEF破坏了LOX三级构象,酶活钝化和三级结构的破坏之间存在对应关系。     

脉冲电场对新鲜干红葡萄酒酚类物质和色泽影响的研究

以新鲜干红葡萄酒为研究对象,采用高效液相色谱(HPLC)法测定分析了脉冲电场(PEF)处理前后葡萄酒中黄烷-3-醇(flavan-3-ols)和酚酸(phenolic acids)２种酚类物质的含量变化以及葡萄酒色度与色调值的变化。实验所采用的高压脉冲电场设备为清华大学自行研制,其输出波形为指数衰减波;PEF处理系统所采用的处理室为平板处理室,电极板间距为5 mm,并且在实验过程中进行了电场参数优化。经实验研究发现,脉冲电场(电场能量密度： 24.5,40.5,60.5 J·mL-1)处理后大部分酚类物质的含量都发生了显著变化,葡萄酒色度与色调值也有显著的提高,并且当注入电场能量密度为60.5 J·mL-1时处理效果最显著。