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iCMOS與光譜儀結(jié)合在等離子體分析中的應(yīng)用前景

來源: 北京先鋒泰坦科技有限公司    2024年10月22日 14:31  

技術(shù)介紹

等離子體是由大量帶電粒子組成的非束縛態(tài)宏觀體系技術節能,組分復(fù)雜的粒子在空間中自由移動碰撞,發(fā)出的電磁輻射譜覆蓋了從紅外到真空紫外波段的廣闊范圍[1]廣泛認同。這一特性反映了等離子體內(nèi)部復(fù)雜的原子和分子過程國際要求,也為探究等離子體特性提供了理論依據(jù)。

利用等離子體光譜診斷技術(shù)可以觀察到激發(fā)態(tài)物種的光譜強度鍛造、活性物種的相對分布競爭激烈、震動溫度以及轉(zhuǎn)動溫度等關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)反映了等離子體內(nèi)部物理和化學(xué)過程的動態(tài)平衡改善,在等離子體電子輸運過程及化學(xué)反應(yīng)過程中發(fā)揮著重要作用[2]參與能力,也為優(yōu)化等離子體技術(shù)、提高應(yīng)用效果提供了重要理論指導(dǎo)是目前主流。

產(chǎn)品應(yīng)用

大氣壓高壓納秒脈沖DBD實驗裝置由納秒高壓脈沖電源、等離子體反應(yīng)器及電極高質量、發(fā)射光譜測量系統(tǒng)和配氣系統(tǒng)構(gòu)成充分發揮,示意圖如圖1所示。

1.jpg

圖1:高壓納秒脈沖DBD裝置示意圖

圖2:DBD氬氣放電發(fā)射光譜圖

圖3:DBD氬氣放電IsCMOS動畫

設(shè)置高壓脈沖電源參數(shù)為3kV共創美好,2kHz推動並實現,500ns,Ar氣流速3L/min覆蓋範圍,DBD放電發(fā)射光譜如圖2所示優化程度,由N2(C3Πu-B3Σg)和大量的Ar原子線構(gòu)成。其中N和O的譜線是由空氣擴散到工作氣體中造成的奮勇向前。N2(C3Πu-B3Σg)由亞穩(wěn)態(tài)Ar的彭寧效應(yīng)產(chǎn)生[3]不斷豐富。圖3中的放電動畫展示了等離子體在強電場和氣流作用下由高壓電極沿介質(zhì)表面向地電極的發(fā)展過程。

圖4:DBD空氣放電電流電壓圖

圖5:DBD空氣放電發(fā)射光譜圖

圖6:DBD空氣放電IsCMOS圖像

設(shè)置高壓脈沖電源參數(shù)為8kV,2kHz各有優勢,500ns效果較好,大氣壓空氣脈沖DBD放電電流電壓圖如圖4所示,觀察到兩個放電電流區(qū)間持續,分別是電壓脈沖上升沿的正峰和下降沿的負峰等多個領域。其中,正電流的幅值遠高于負電流的幅值產品和服務,負電流的出現(xiàn)是由于正放電過程中的電荷積累應用擴展。由于放電回路中存在容性器件,在脈沖的第一個峰值結(jié)束后增多,放電存在多個納秒級的震蕩活動上,持續(xù)一段時間后降至零點附近。發(fā)射光譜如圖5所示共享應用,由N2(C3Πu-B3Σg)生產能力、N2+(B2Σu-X2Σg)和N2(B3Σg-A3Σu+)構(gòu)成。整個波長范圍內(nèi)示範推廣,光譜強度最高的譜線為337.1nm堅持好,氮氣的第二正帶系的譜線最清晰且光譜強度最高,這是由于氮氣亞穩(wěn)態(tài)基團退激發(fā)產(chǎn)生的大幅增加。圖6展示了一個脈沖周期內(nèi)IsCMOS圖像變化特性。

引用文獻

[1]孫雨. 空氣中局部放電發(fā)射光譜特性研究_孫雨[D]. 沈陽工業(yè)大學(xué), 2023[2]大氣壓氬氣_空氣針-環(huán)式介質(zhì)阻擋放電發(fā)射光譜診斷_李政楷[J].[3]蘭宇丹,何立明,丁偉,等. 氬氣含量對空氣介質(zhì)阻擋放電發(fā)射光譜的影響_蘭宇丹[J]. 光譜學(xué)與光譜分析, 2011, 31(04): 898-901.

作者簡介

李春博士

北京化工大學(xué)動力工程及工程熱物理專業(yè)在讀博士,北京化工大學(xué)英藍實驗室先進等離子體與智能裝備制造課題組等特點,課題組研究方向包括等離子體放電結(jié)構(gòu)研究建言直達,等離子體仿真模擬,等離子體實時診斷和等離子體多模態(tài)數(shù)據(jù)融合分析將進一步。

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