离子迁移谱发生器的设计与特性研究
发布时间：2022-06-01 21:17
IMS（Ion Mobility Spectroscopy）广泛应用于危险物品的检测,其中离子源用于将气相样品电离,是离子迁移谱仪器的关键技术之一,目前常用的离子源为放射性源,由于其放射性的存在,需要寻找新的离子源种类来代替传统的放射性离子源。在论文中,研制了一种基于介质阻挡放电（Dielectric Barrier Discharge,DBD）的针筒型等离子体发生器及电源。研究了等离子体发生器的放电特性,并对所设计的电源进行了电路仿真研究。其中主要的研究工作包括如下:1)对针筒型等离子体发生器进行了设计,并对覆盖功率电极的介质层种类进行了比较和选择。对发生器进行了放电测试,实验中采用控制变量法,并记录不同放电条件下的伏安特性曲线、放电图像、光谱图等。得出了发生器的起始放电电压及辉光-电弧模式转变电压以及最适放电频率。2)将发生器与迁移谱仪器进行联用,记录并比较了发生器不同放电条件下的迁移谱图。通过控制变量法进行了分别以电离气体流量及发生器放电电压值作为变量的实验,得出了IMS仪器最佳工作状态的电离气体流量及此时的发生器工作电压。3)分别设计了基于滞回比较器和UC3842电源芯片的等离...
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 等离子体技术概述
1.2 离子迁移谱技术
1.2.1 IMS技术的理论支撑
1.2.2 离子信号的处理与可视化
1.2.3 IMS仪器电离技术发展现状
1.3 介质阻挡放电
1.3.1 介质阻挡放电的等效模型
1.3.2 介质阻挡放电的放电结构
1.4 本论文研究内容
第2章 实验装置及实验测量方法
2.1 针筒式介质阻挡放电等离子体发生器设计
2.2 配气系统设计
2.2.1 空气湿度的控制
2.2.2 气路搭建
2.3 选取电源系统
2.4 选取光谱测量系统
2.4.1 放电产物检测方法选取
2.4.2 光谱测量仪器选取
2.5 等离子体伏安特性测量
2.6 放电强度监测
第3章 介质阻挡放电等离子体发生器实验测量
3.1 以针筒重合长度为变量的实验测量
3.1.1 电压变化时三种结构放电特性比较
3.1.2 频率变化时三种结构放电特性比较
3.2 采用结构2的实验测量
3.2.1 电压改变对发生器放电效果的影响
3.2.2 频率改变对发生器放电效果的影响
3.2.3 空气流速改变对发生器放电效果的影响
3.3 介质阻挡放电发生器与迁移谱仪器的联用
3.3.1 使用介质阻挡放电发生器的迁移谱图分析
3.3.2 使用介质阻挡放电和电晕放电并存的发生器的迁移谱图分析
3.3.3 不同气流量下使用介质阻挡放电发生器的迁移谱图分析
3.4 本章小结
第4章 基于介质阻挡放电占空比可调的电源设计
4.1 用于激发等离子体的电源的占空比
4.2 基于滞回比较器的高压脉冲电源
4.2.1 产生方波周期的理论计算
4.2.2 对设计电路占空比的调节
4.2.3 对方波的升压电路的设计
4.3 基于UC3842电源芯片的高压脉冲电源
4.4 本章小结
第5章 基于STM32的介质阻挡放电的电源设计
5.1 介质阻挡放电电源的拓扑结构
5.2 电路电源设计
5.3 调幅及变频逆变电路的实现
5.4 电流检测及频率跟踪电路的实现
5.5 STM32在电源设计中的使用
5.6 上位机界面设计
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SG3525的太阳能光伏逆变器设计[J]. 巩翛然,胡万强. 商丘职业技术学院学报. 2018(06)
[2]基于STM32的智能数据处理装置的硬件设计与实现[J]. 刘彤. 电子世界. 2018(21)
[3]高压直流电路浪涌电流的抑制方法[J]. 于技强,徐兵,袁永川,陈晓文. 安全与电磁兼容. 2018(05)
[4]低温等离子灭菌手术器械过氧化氢残留的研究[J]. 张书葵,周丽军,蒋涛,杨柔青,文国英,刘海琼,蒋谊. 世界最新医学信息文摘. 2018(79)
[5]基于saber的逆变器电路EMI建模分析[J]. 左玉梅,丁涵,崔秀美. 电子技术. 2018(09)
[6]基于离子迁移谱的大黄及其炮制品的鉴别分析研究[J]. 张正勇,沙敏,刘军,唐远炎,王海燕. 湖南中医杂志. 2017(06)
[7]一款基于UC3842的开关电源设计与仿真[J]. 王霜,王军,秦亚利. 移动电源与车辆. 2017(02)
[8]大气压放电等离子体研究进展综述[J]. 李和平,于达仁,孙文廷,刘定新,李杰,韩先伟,李增耀,孙冰,吴云. 高电压技术. 2016(12)
[9]双极性高压脉冲介质阻挡放电降解甲醛及臭氧生成质量浓度控制[J]. 董冰岩,聂亚林,宿雅威,谢寅寅,何俊文,王晖. 高电压技术. 2016(05)
[10]离子迁移谱快速检测改善睡眠类保健品中非法添加的巴比妥类药物[J]. 焦建东,李俊卿,王金凤,李启红,尹利辉,权勤波,朱俐,郭常川,陈金泉. 药物分析杂志. 2016(02)
博士论文
[1]离子迁移谱快速分析环境和农产品中的农药和其他有害污染物[D]. 邹楠.中国农业大学 2017
[2]介质阻挡放电降解甲基紫废水及尾气中NOx的光谱分析及机理研究[D]. 王兴权.长春理工大学 2010
硕士论文
[1]基于Windows的虚拟串口驱动设备研究与实现[D]. 石龙.湖南大学 2017
[2]基于电流互感器的高压电流测量技术研究[D]. 李会.燕山大学 2013
[3]大面积薄膜材料等离子体处理关键技术的研究[D]. 陈新.苏州大学 2012
[4]基于脉冲正电晕放电离子源的离子迁移谱仪研究[D]. 檀景辉.天津大学 2010
[5]大气压下空气中气流对介质阻挡放电的影响[D]. 王战.大连理工大学 2008
[6]离子迁移谱仪的优化设计和应用[D]. 袁家鹏.曲阜师范大学 2008
[7]介质阻挡放电电源和放电特性及其应用的研究[D]. 哈远欣.武汉理工大学 2007
本文编号：3652853
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
1.1 等离子体技术概述
1.2 离子迁移谱技术
1.2.1 IMS技术的理论支撑
1.2.2 离子信号的处理与可视化
1.2.3 IMS仪器电离技术发展现状
1.3 介质阻挡放电
1.3.1 介质阻挡放电的等效模型
1.3.2 介质阻挡放电的放电结构
1.4 本论文研究内容
第2章 实验装置及实验测量方法
2.1 针筒式介质阻挡放电等离子体发生器设计
2.2 配气系统设计
2.2.1 空气湿度的控制
2.2.2 气路搭建
2.3 选取电源系统
2.4 选取光谱测量系统
2.4.1 放电产物检测方法选取
2.4.2 光谱测量仪器选取
2.5 等离子体伏安特性测量
2.6 放电强度监测
第3章 介质阻挡放电等离子体发生器实验测量
3.1 以针筒重合长度为变量的实验测量
3.1.1 电压变化时三种结构放电特性比较
3.1.2 频率变化时三种结构放电特性比较
3.2 采用结构2的实验测量
3.2.1 电压改变对发生器放电效果的影响
3.2.2 频率改变对发生器放电效果的影响
3.2.3 空气流速改变对发生器放电效果的影响
3.3 介质阻挡放电发生器与迁移谱仪器的联用
3.3.1 使用介质阻挡放电发生器的迁移谱图分析
3.3.2 使用介质阻挡放电和电晕放电并存的发生器的迁移谱图分析
3.3.3 不同气流量下使用介质阻挡放电发生器的迁移谱图分析
3.4 本章小结
第4章 基于介质阻挡放电占空比可调的电源设计
4.1 用于激发等离子体的电源的占空比
4.2 基于滞回比较器的高压脉冲电源
4.2.1 产生方波周期的理论计算
4.2.2 对设计电路占空比的调节
4.2.3 对方波的升压电路的设计
4.3 基于UC3842电源芯片的高压脉冲电源
4.4 本章小结
第5章 基于STM32的介质阻挡放电的电源设计
5.1 介质阻挡放电电源的拓扑结构
5.2 电路电源设计
5.3 调幅及变频逆变电路的实现
5.4 电流检测及频率跟踪电路的实现
5.5 STM32在电源设计中的使用
5.6 上位机界面设计
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于SG3525的太阳能光伏逆变器设计[J]. 巩翛然,胡万强. 商丘职业技术学院学报. 2018(06)
[2]基于STM32的智能数据处理装置的硬件设计与实现[J]. 刘彤. 电子世界. 2018(21)
[3]高压直流电路浪涌电流的抑制方法[J]. 于技强,徐兵,袁永川,陈晓文. 安全与电磁兼容. 2018(05)
[4]低温等离子灭菌手术器械过氧化氢残留的研究[J]. 张书葵,周丽军,蒋涛,杨柔青,文国英,刘海琼,蒋谊. 世界最新医学信息文摘. 2018(79)
[5]基于saber的逆变器电路EMI建模分析[J]. 左玉梅,丁涵,崔秀美. 电子技术. 2018(09)
[6]基于离子迁移谱的大黄及其炮制品的鉴别分析研究[J]. 张正勇,沙敏,刘军,唐远炎,王海燕. 湖南中医杂志. 2017(06)
[7]一款基于UC3842的开关电源设计与仿真[J]. 王霜,王军,秦亚利. 移动电源与车辆. 2017(02)
[8]大气压放电等离子体研究进展综述[J]. 李和平,于达仁,孙文廷,刘定新,李杰,韩先伟,李增耀,孙冰,吴云. 高电压技术. 2016(12)
[9]双极性高压脉冲介质阻挡放电降解甲醛及臭氧生成质量浓度控制[J]. 董冰岩,聂亚林,宿雅威,谢寅寅,何俊文,王晖. 高电压技术. 2016(05)
[10]离子迁移谱快速检测改善睡眠类保健品中非法添加的巴比妥类药物[J]. 焦建东,李俊卿,王金凤,李启红,尹利辉,权勤波,朱俐,郭常川,陈金泉. 药物分析杂志. 2016(02)
博士论文
[1]离子迁移谱快速分析环境和农产品中的农药和其他有害污染物[D]. 邹楠.中国农业大学 2017
[2]介质阻挡放电降解甲基紫废水及尾气中NOx的光谱分析及机理研究[D]. 王兴权.长春理工大学 2010
硕士论文
[1]基于Windows的虚拟串口驱动设备研究与实现[D]. 石龙.湖南大学 2017
[2]基于电流互感器的高压电流测量技术研究[D]. 李会.燕山大学 2013
[3]大面积薄膜材料等离子体处理关键技术的研究[D]. 陈新.苏州大学 2012
[4]基于脉冲正电晕放电离子源的离子迁移谱仪研究[D]. 檀景辉.天津大学 2010
[5]大气压下空气中气流对介质阻挡放电的影响[D]. 王战.大连理工大学 2008
[6]离子迁移谱仪的优化设计和应用[D]. 袁家鹏.曲阜师范大学 2008
[7]介质阻挡放电电源和放电特性及其应用的研究[D]. 哈远欣.武汉理工大学 2007
本文编号：3652853
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3652853.html
