大气压直流辉光放电等离子体气体温度场诊断研究
发布时间：2021-02-22 11:36
大气压辉光微放电是大气压下产生的一种等离子体形式,近年来受到等离子体科学与技术领域广泛关注。由于其非热平衡特性,即气体温度低、物化活性强,在环境、生物、材料等领域都有广阔的应用前景。然而,迄今人们对等离子体产生及作用机制仍缺乏了解,这也制约相关等离子体技术的应用。本文以大气压辉光微放电气体温度场这一基本物理量为研究对象,展开了以下几个方面的研究:1.轴对称断层算法的研究:常用无干扰性的光学诊断通常是线积分的,对光谱测量来说得到是光线沿光程上光强的积分,而对纹影测量来说得到的是折射率导数的积分,基于积分量反求分布物理量需经过反卷积过程。（1）这里针对两种不同情况分别介绍了重建过程常用实现方法的基本原理及特性:对于积分量为强度的辐射光谱测量,介绍了离散矩阵法、投影量插值法、傅里叶法三种代表性方法;对于积分量为偏折程度的定量纹影测量,介绍了辛普森公式法、三点法、自适应的傅里叶—汉克尔变换法三种代表性方法。（2）针对光偏折断层重建算法,通过数值实验选择了最佳算法并确定了其参数。具体过程即假定温度分布由Abel正变换算得偏折角分布,然后再由不同算法进行重建,计算结果与假设分布之间偏差来评估其算法...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体的分类Figure1.1Classificationofplasmas人们在等离子体产生过程中，希望利用快速变化的电场将能量有选择性的传
到质量为 m 的粒子上的能量是力和位移的乘积。在均匀电场下，粒子从经过一定的时间 t，拥有动能为2 222q Etm (1.1)中，考虑到离子和电子巨大的质量差 mion/me=5.1×104，放电中绝大部量都被转换成电子的能量，电子也是放电区域运动最快的粒子。接着电子会与中性粒子和原子碰撞，这种碰撞会影响系统中的能量传输撞类型分为两种，弹性碰撞和非弹性碰撞。弹性碰撞不会改变中性粒子但是会提高它们的动能。非弹性碰撞中，由于电子能量足够高，碰撞会粒子电子结构的改变，这也是激发态粒子产生的原因。大多数激发态粒常短，很快返回基态并可能发出一个光子。具体的碰撞有多种形式，如动量传递、转动激发、振动激发、电子激发解离和附着。而原子气体中没有内部的自由度所以也就没有转动激发、和解离过程。以下我们分别介绍上述过程：
图 1.3 直流辉光放电的典型结构Figure 1.3 Typical structure of a DC glow discharge阴极：电极由于离子流轰击产生二次电子发射，这对生成导电通道十分重要阿斯顿暗区：紧接着阴极很薄的一片区域，其中存在有很强的电场。因而会在该区域加速通过，但是由于电子能量不高或者密度太低以至于不能激发粒子，所以整体呈现暗区。阴极辉光区：在此区域电子有足够能量在撞击中性粒子时激发他们。阴极区有相对较高的离子浓度。阴极辉光区的轴向长度取决于气体种类和电压，候贴近到阴极并覆盖阿斯顿暗区。阴极暗区：在阴极辉光右边相对较暗的区域，有中等强度的电场、正的空荷和相对较高的离子浓度。负辉光区：整个放电区域最亮的地方。其电场相对阴极辉光更低且分布区长。负辉光区中电子携带着几乎所有的电流。电子在这个区域中被加速到能生电离和雪崩击穿。慢一点的电子产生非弹性碰撞从而引起电子激发。正是
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于莫尔偏折的低温等离子体气体温度参数研究[J]. 胡海星,高国强,魏文赋,李春茂,吴广宁. 电工技术学报. 2017(20)
[2]空心针-板电极大气压氩气辉光放电的特性研究[J]. 刘书华,贾鹏英,狄聪,李雪辰,杨帆. 光谱学与光谱分析. 2015(09)
[3]针-板和针-水电极大气压直流辉光放电的光谱特性[J]. 李雪辰,鲍文婷,贾鹏英,赵欢欢,狄聪. 光谱学与光谱分析. 2014(01)
[4]射频辉光放电氩等离子体诊断分析[J]. 刘卫国,伍艺龙. 西安工业大学学报. 2011(03)
本文编号：3045934
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等离子体的分类Figure1.1Classificationofplasmas人们在等离子体产生过程中，希望利用快速变化的电场将能量有选择性的传
到质量为 m 的粒子上的能量是力和位移的乘积。在均匀电场下，粒子从经过一定的时间 t，拥有动能为2 222q Etm (1.1)中，考虑到离子和电子巨大的质量差 mion/me=5.1×104，放电中绝大部量都被转换成电子的能量，电子也是放电区域运动最快的粒子。接着电子会与中性粒子和原子碰撞，这种碰撞会影响系统中的能量传输撞类型分为两种，弹性碰撞和非弹性碰撞。弹性碰撞不会改变中性粒子但是会提高它们的动能。非弹性碰撞中，由于电子能量足够高，碰撞会粒子电子结构的改变，这也是激发态粒子产生的原因。大多数激发态粒常短，很快返回基态并可能发出一个光子。具体的碰撞有多种形式，如动量传递、转动激发、振动激发、电子激发解离和附着。而原子气体中没有内部的自由度所以也就没有转动激发、和解离过程。以下我们分别介绍上述过程：
图 1.3 直流辉光放电的典型结构Figure 1.3 Typical structure of a DC glow discharge阴极：电极由于离子流轰击产生二次电子发射，这对生成导电通道十分重要阿斯顿暗区：紧接着阴极很薄的一片区域，其中存在有很强的电场。因而会在该区域加速通过，但是由于电子能量不高或者密度太低以至于不能激发粒子，所以整体呈现暗区。阴极辉光区：在此区域电子有足够能量在撞击中性粒子时激发他们。阴极区有相对较高的离子浓度。阴极辉光区的轴向长度取决于气体种类和电压，候贴近到阴极并覆盖阿斯顿暗区。阴极暗区：在阴极辉光右边相对较暗的区域，有中等强度的电场、正的空荷和相对较高的离子浓度。负辉光区：整个放电区域最亮的地方。其电场相对阴极辉光更低且分布区长。负辉光区中电子携带着几乎所有的电流。电子在这个区域中被加速到能生电离和雪崩击穿。慢一点的电子产生非弹性碰撞从而引起电子激发。正是
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于莫尔偏折的低温等离子体气体温度参数研究[J]. 胡海星,高国强,魏文赋,李春茂,吴广宁. 电工技术学报. 2017(20)
[2]空心针-板电极大气压氩气辉光放电的特性研究[J]. 刘书华,贾鹏英,狄聪,李雪辰,杨帆. 光谱学与光谱分析. 2015(09)
[3]针-板和针-水电极大气压直流辉光放电的光谱特性[J]. 李雪辰,鲍文婷,贾鹏英,赵欢欢,狄聪. 光谱学与光谱分析. 2014(01)
[4]射频辉光放电氩等离子体诊断分析[J]. 刘卫国,伍艺龙. 西安工业大学学报. 2011(03)
本文编号：3045934
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