大气中针板负电晕放电相对发光强度的研究

为了获得高强度等离子体以提高放电应用效率,对大气中针板负电晕放电进行了实验研究。通过针板负电晕放电实验得到了发光图像和发射光谱,研究了放电的相对发光强度。结果表明:相对发光强度在针电极方向上的分布分为3段即首先缓慢减弱,随后迅速减弱,最后又缓慢减弱;当电晕发光区不同取样点出现发光时,其相对发光强度随放电电压的加大而都表现出线性增强的趋势;电晕发光区内主要为N2的第二正带系N2(C3Πu→B3Πg)谱线的相对光谱强度;测量特征峰(其波长为337.1 nm)谱线的相对光谱强度随放电电压的加大而线性增强,与读取发光图像数据的结果相一致;并且随着放电功率的增加,相对光谱强度的增长逐渐平缓;放电电压加大,电子与气体粒子撞击时间随电子运动速度的加大而减小,激发到高能级的粒子布居数减少,故相对光谱强度与放电功率之比在28 kV处有极大值,即此时电源输出能量中用于发光的效率最大,随后又逐渐减小。

直流大气压电晕放电电子密度的光谱研究

利用自制针—板式放电装置,在大气中进行电晕放电实验。用发光区域照片光斑的大小,讨论了电晕层厚度与电源电压的关系。在相同针板间距下,电晕层厚度随着电压的升高而增大;在相同电压下,电晕层厚度随着针板间距的增大而减小。由于高能电子密度能够通过氮分子第二正带系337.1nm的光谱强度大小反映,因此对氮分子第二正带系337.1nm谱线的强度用发射光谱法进行了测量。实验结果发现在针尖附近高能电子密度最大,并且高能电子密度随电压的升高而增大;电压一定时,高能电子密度随针板间距的增大而减小。在针板间距和电源电压不变的情况下,高能电子密度随针尖曲率半径的减小而增大。