大气压磁驱动滑移弧放电非平衡氩等离子体光谱特性分析  

Analysis on the Spectroscopy Characterization of Gliding Arc Discharge Induced Non-equilibrium Argon Plasma at Atmospheric Pressure Driven by Magnetic Field

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作  者:李辉[1] 廖梦然[1] 夏维东[1] 

机构地区:[1]中国科学技术大学热科学与能源工程系,合肥230027

出  处:《高电压技术》2013年第7期1609-1613,共5页High Voltage Engineering

基  金:国家自然科学基金(10975136;11035005)~~

摘  要:采用横向磁场驱动的滑移弧等离子体发生器,可以产生非平衡、大气压下的氩等离子体。为了研究滑移弧非平衡等离子体的特性,利用光谱仪对滑移弧氩等离子体的光谱特性进行了分析。实验结果发现,在紫外波段(波长300~400nm)与红外波段(波长745~930nm)滑移弧等离子体的谱线较强,其中在紫外波段含有大量分子谱系,在红外波段氩原子谱较强。利用N2分子谱来估算等离子体的重粒子温度,结果约为1 700K;根据实验测得的氩原子谱线强度,可获得等离子体的电子温度约为0.999eV、电子数密度约为9.4×1014 cm-3。因此,滑移弧氩等离子体基本处于非热平衡态,且处于10个2p(Paschen符号)能级上的氩原子密度分布偏离Boltzmann分布。A generator of the gliding arc discharge,which is driven by the transverse magnetic field,was used to produce non-equilibrium argon plasma at atmospheric pressure.In order to study the properties of the non-equilibrium gliding arc plasma,its emission spectroscopy was analyzed by a spectrometer.The experimental results show that there are many strong molecular spectra in ultraviolet(UV) band(i.e.300~400 nm) and argon atomic line spectra in infrared band(i.e.745~930 nm).The N2 spectra are used to estimate the heavy particle temperature of plasma,which turns to be about 1 700 K.According to the argon atomic line spectra measured in our experiment,the electron temperature and electron density are about 0.999 eV and 9.4×1014 cm-3,respectively.Therefore,the gliding arc argon plasma is in non-thermal equilibrium phase,and the density distributions of the excited argon atom in ten Paschen 2p levels all deviate from the Boltzmann distribution.

关 键 词:滑移弧 重粒子温度 电子温度 电子数密度 非热平衡 Boltzmann分布 

分 类 号:O53[理学—等离子体物理]

 

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