微间距介质阻挡放电等离子体参数研究

论文摘要

在本工作中,采用间距可调节的两个平行管水电极微间距介质阻挡放电装置,得到了大气压均匀狭缝等离子体,并利用发射光谱法研究了其电子温度,振动温度及转动温度等等离子体参数。实验中,采集了大气压微间距介质阻挡放电中300-420nm范围的发射光谱。利用氮分子（N2）第二正带系（C3∏u→B3∏g）中两组振动序带△ν=-2（2-4,1-3,0-2）和△ν=-3（2-5,1-4,0-3）的六条谱线（370.9nm,375.4nm,380.4nm,394.2nm,399.7nm405.8nm）计算出等离子体中的振动温度（Tv）,利用氮分子离子（N2+）的第一负带系（B2∑+u→X2∑+g）的谱线391.4nm的转动谱计算等离子体中的转动温度（TR）。实验发现,随着外加电压的升高,放电模式由丝状放电转化为均匀放电,此时,振动温度与转动温度在沿着狭缝的方向上均保持不变。当保持间距不变,增加外加电压时,振动温度与转动温度出现相反的变化趋势,而电子能量却基本保持不变。另外,在本工作中还研究了在空气和氩气混合气体介质阻挡放电中电子能量的变化。实验发现,当空气含量从10%增加到60%时,放电模式由均匀的弥散放电转向丝状放电,此时的电子激发温度从6200K升高到12800K,离子谱线与原子谱线强度的比值也在增大,说明电子能量随空气含量的增加而增加。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 第2章 介质阻挡放电基本原理
• 第3章 实验装置与实验方法
• 3.1 电子激发温度诊断的方法、原理
• 3.2 分子振动温度诊断的方法、原理
• 3.3 分子转动温度诊断的方法、原理
• 3.3.1 估算分子转动温度
• 3.3.2 谱线强度拟合计算转动温度
• 3.3.2.1 谱线转动量子数的计算
• 3.3.2.2 转动谱线的强度拟合
• 3.4 介质阻挡放电中放电功率的计算方法
• 第4章 大气压空气中微间距介质阻挡放电的实验研究
• 4.1 微间距介质阻挡放电的放电模式及电流波形
• 4.2 微间距介质阻挡放电均匀放电模式形成
• 4.3 均匀放电模式下的等离子体温度分布
• 4.4 等离子体参量随电压升高的变化趋势
• 4.5 间隙电压和放电功率随电压升高的变化趋势
• 4.6 微间距介质阻挡放电的应用
• 第5章 混合气体介质阻挡放电中电子能量的变化
• 5.1 大气压氩气/空气介质阻挡放电中氩的发射光谱
• 5.2 大气压氩气/空气介质阻挡放电中电子能量的变化
• 5.3 大气压氩气/空气介质阻挡放电中电子激发温度
• 5.4 大气压氩气/空气介质阻挡放电中放电模式的研究
• 第6章 结束语
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文目录
• 致谢