不同條件下靜電探針的理論與實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究.pdf

1、本論文主要研究對(duì)象是非磁化弱電離低溫等離子體，在廣泛調(diào)研認(rèn)真歸納前人工作的基礎(chǔ)上，總結(jié)了對(duì)于這一類等離子體在不同氣壓下的探針理論模型及其適用條件，并對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)條件下的實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行研究。具體包括低氣壓下的穩(wěn)態(tài)等離子體單探針診斷、中低氣壓下的高壓直流放電雙探針診斷、中低氣壓下的流場(chǎng)等離子體多路探針診斷和高氣壓下噴流等離子體的實(shí)驗(yàn)診斷。合作設(shè)計(jì)了兩套新的一體化診斷裝置，成功用于各類探針診斷。 對(duì)于低氣壓下的等離子體，在實(shí)驗(yàn)室普遍使用

2、的穩(wěn)態(tài)燈絲放電的實(shí)驗(yàn)裝置中進(jìn)行了對(duì)探針診斷系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究，通過分析單探針獲得的空間電位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)特性，給出了對(duì)探針尺度進(jìn)行優(yōu)化的一個(gè)實(shí)驗(yàn)判據(jù)。對(duì)于探針診斷中的發(fā)生器部分對(duì)等離子體參數(shù)的影響、探針構(gòu)型、影響探針收集電流的一些物理效應(yīng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)參數(shù)等細(xì)節(jié)問題進(jìn)行了初步的討論分析。 合作設(shè)計(jì)了便攜式探針診斷系統(tǒng)和十路探針診斷系統(tǒng)兩套一體化探針數(shù)據(jù)獲取裝置。在廣泛了解實(shí)驗(yàn)需求的基礎(chǔ)上，針對(duì)實(shí)驗(yàn)室原有的分立元件診斷采集系統(tǒng)

3、存在的集成度低、抗干擾能力差、攜帶不方便、對(duì)多樣化的復(fù)雜實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地條件適應(yīng)能力較差、采樣率和掃描頻率范圍小、需要人工干預(yù)過多等弊端，著力進(jìn)行諸多改進(jìn)設(shè)計(jì)，新的系統(tǒng)具有大范圍可調(diào)的高采樣率和掃描頻率，集成度高，抗干擾能力強(qiáng)，電氣性能大大改善。多路探針還具有電流驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)。使用Matlab為兩套系統(tǒng)編寫了數(shù)據(jù)分析軟件，完成了數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化，大大提高了效率。這兩套系統(tǒng)在經(jīng)過完整測(cè)試后，已經(jīng)成功應(yīng)用于實(shí)際的探針實(shí)驗(yàn)。 使

4、用便攜式探針診斷系統(tǒng)和濾波模塊，對(duì)高壓直流放電產(chǎn)生的中低氣壓等離子體進(jìn)行了雙探針診斷，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)可信度。 使用十路探針診斷系統(tǒng)進(jìn)行了外熱式等離子體發(fā)生器的等離子體流場(chǎng)參數(shù)診斷，獲得了流場(chǎng)截面的信息，并與微波診斷的結(jié)果做比較，證明了數(shù)據(jù)的可信度，為該等離子體發(fā)生器的性能鑒定提供了可靠的數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步改進(jìn)該發(fā)生器奠定了基礎(chǔ)。 在進(jìn)行的大氣壓噴流等離子體診斷實(shí)驗(yàn)中，第一次獲得了某試驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)動(dòng)機(jī)大氣壓等離子體噴流的