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本文设计了两种大气压射流等离子体装置:一种是单电极放电装置,另一种是新型同轴介质阻挡放电装置。通过光学和电学的方法研究了两种射流等离子体的特性,并根据结果分析两种射流等离子体的产生机理。在新型同轴介质阻挡射流等离子体放电装置中,通过引入循环流动的水带走产生在介质层上的热能,可以同时在同轴放电管内部和管外部产生均匀的等离子体。具体结果如下:
1.利用单电极放电装置在可以不流动Ar中产生约2cm长的射流等离子体,改进单电极装置可以在流动Ar中产生约4cm长的射流等离子体,并根据放电产生的发光信号分析了单电极射流等离子体的放电机理。
2.在大气压流动Ar中新型同轴介质阻挡放电装置可以产生约3cm的射流等离子体。同时在同轴内部也出现了均匀等离子体,并利用电学和发射光谱的方法对同轴电极内部放电进行了研究。
3.对同轴射流等离子体和同轴内部放电的发光信号与发射光谱信息进行比较诊断。发现射流等离子体羽和同轴内部放电的光信号随外加电压的增长的变化趋势是不同的,同时发现同轴内部放电的发射光谱主要是大量低激发能量的ArⅠ谱线,而在射流等离子体不仅有大量的ArⅠ谱线,还有许多高激发能量的ArⅡ谱线。利用ArⅠ谱线和ArⅡ谱线计算射流等离子体的电子激发温度随外加电压的变化趋势和大小同内部的放电比较是不一样的。
4.接入外加测试电容测量计算得到同轴射流等离子体放电的功率和效率,并利用射流等离子体的发射光谱观察到OH和氮分子第一负带系的谱线,使用lafbase软件得到射流等离子体的转动温度,因在大气压下转动温度近似等于气体温度,估算得到气体温度为400-520K。