大气压刷形等离子体羽的放电特性

为了研究大气压刷形等离子体羽的放电特性,利用针-针直流放电系统,通过氩气的流动,在大气压空气中获得了稳定的较大体积的刷形等离子体羽,发现等离子体羽长度随电源输出功率的增大而增大。通过研究不同电源输出功率下放电电压、放电电流和发光信号相对光强的时间演化,发现了放电存在自脉冲现象,且自脉冲频率随电源输出功率增大而减小,随气体体积流量增大而增大。通过对等离子体羽发光信号进行空间分辨测量,研究了自脉冲形成机制,发现电压达到击穿电压后放电首先在电极间产生,随后电极间的等离子体沿着气流移动,且随移动距离增加而衰减,因此刷形等离子体羽即为吹出喷嘴后衰减中的等离子体。采用光谱学方法,对分子转动温度、振动温度和谱线相对光强比(I391.4/I337.1)进行了空间分辨测量,发现这些参数均沿气流方向降低。

流动氩气介质阻挡放电特性及振动温度研究

采用双水电极介质阻挡放电装置,在流动氩气中通过改变气隙间距、驱动电源频率和气体流量等研究放电电学特性和振动温度的变化。电学测量结果发现如果固定其他实验条件而只改变某一参数,小气隙间距放电的电流峰值和功率比大气隙间距的高。同样,增大驱动电源频率也能够使放电的电流峰值和功率增加,而增加气体流量使得放电电流峰值和功率减小。最后利用光谱学方法,通过对放电发射光谱中氮分子振动带系的分析,发现振动温度随着放电气隙间距、电源频率和气体流量的变化关系与放电的电流峰值和功率的变化关系基本一致。这些结果对流动气体中大气压介质阻挡放电的应用具有重要意义。

大气压下较大气隙宽度介质阻挡放电的实验研究

利用楔形气隙极大地降低了气隙的击穿电压,从而在流动氩气中实现了大气压下较大气隙宽度的介质阻挡放电。通过毫秒量级曝光时间拍照,对放电的动力学行为进行了研究。结果发现:外加电压较低时放电为条纹斑图,且在条纹的周围伴有均匀的晕;随外加电压升高,放电会过渡到均匀模式。研究表明微放电总是产生于窄气隙区域,然后沿着气流向大间隙方向定向移动,因此在较低电压下实现了大气隙宽度的介质阻挡放电。在较低电压下,通过微秒量级曝光时间拍照,发现每一个微放电丝都是由介质板间的体放电和介质表面上的沿面放电组成。分析认为,毫秒量级曝光时间照片(视觉上的)条纹源于体放电随着气流的定向移动,均匀晕是不同时刻的沿面放电的叠加。这些研究结果对大气压均匀放电在工业方面的应用具有重要意义。

单针与针-板喷枪放电特性的比较研究

通过光学与电学测量,对大气压氩气中运行的单针喷枪和针-板喷枪的放电特性进行了研究。结果表明两种喷枪产生等离子体的长度和截面积都随着外加电压峰值(Up)的增大而增大。相同Up下针-板喷枪等离子体截面积比单针喷枪大。相同Up下针-板喷枪放电的外加电压比单针喷枪的低。通过采集两种喷枪放电的发射光谱,对其等离子体的电子温度和振动温度进行了比较。结果发现两种喷枪的电子温度和振动温度均随着Up的增大而增大,且相同电压下针-板喷枪的温度高于单针喷枪。研究结果对大气压等离子体喷枪的工业应用具有重要价值。

介质阻挡放电中等离子体子弹的速度

利用针板介质阻挡放电装置,采用光学方法对大气压长间隙空气放电的等离子体羽特性和等离子体子弹速度进行了研究.结果表明:改变外加电压等离子体羽长度会发生变化.利用光电倍增管采集光信号对等离子体子弹速度进行了研究,发现等离子体子弹的速度与针板间距、外加电压以及针尖直径有关.利用光谱仪采集放电的发射光谱,发现放电等离子体中存在OH自由基、氧原子等多种活性粒子,表明该放电在生物医疗领域具有重要的应用价值.

流动氩气放电系统中条纹斑图形成的实验研究

采用双水电极介质阻挡放电装置,在大气压下流动氩气中产生了稳定的条纹斑图,并采用拍照和电学方法对其产生机理进行了研究.研究发现,条纹斑图仅出现在外加电压较低的情况下,在较高电压下放电会过渡到均匀模式.低电压下的条纹斑图是由于放电丝沿着气流方向定向移动形成的,该定向移动速度几乎与电压无关,主要由气体流量决定.分析发现放电空间中活性粒子的记忆效应对条纹斑图的形成起决定作用.电学测量发现放电电流和放电的气隙起始电压都随着气流的增加而减小,本文对这一现象进行了定性解释.本文结果对斑图动力学研究和介质阻挡放电的工业应用都具有很重要的意义.

较大体积的大气压空气介质阻挡放电特性研究

利用三电极介质阻挡放电装置,在主放电区产生了较大体积的大气压空气均匀放电.利用光学与电学方法,对主放电特性进行了研究,发现随驱动功率的不同,主放电存在等离子体羽和等离子体柱两种模式,等离子体羽的击穿电压随外加电压峰值的增加而减小.利用光电倍增管对两种放电模式进行了空间分辨测量,发现等离子体羽是以发光光层的形式传播,而等离子体柱是连续放电.通过采集两种放电的发射光谱,对其振动温度和转动温度进行了测量.发现两种放电模式的振转温度均随着Up的增大而降低.