微机控制的电弧等离子体光谱诊断装置

本文根据等离子体光谱多线解析法的基本原理,研制出了一种用微型计算机测控的光电光谱诊断装置。该装置能对未知配比的电弧等离子体中的各组分浓度以及对应的温度、压力等热力学基本参数及其分布进行同时测定;并具有快速、定量、时间与空间分辨率高、信息量大以及操作简便优点。大大地扩大了传统的光谱诊断装置的测试功能和测试范围,为电弧等离子体的热力学分析、加工过程的自动控制和污染的防治等提供了必要的前提。本装置已用于二元及多元混合气体电弧等离子体、高频直流脉冲电弧等离子体的诊断。本文将着重介绍该装置的原理、结构、性能及使用情况;并以氩氢电弧为例,给出测试的结果及误差估计。     

电弧等离子体成分和温度同时测量的光谱多线解析法及实验装置(英)

根据等离子体物理学和光谱学理论,建立了一种新的电弧等离子体的测试方法─—光谱多线解析法,可对未知配比的混合电弧等离子体的成分、温度甚至压力的空间分布作同时测定。文中阐明了这一方法和相应的实验装置的原理。测定了氩氢混合电弧等离子体中的氩氢含量及对应的温度、压力分布。对实验结果作了误差分析和验证。     

药芯焊丝焊接过程光谱特征波段分析与选择

针对某型自保护药芯焊丝设计焊接工艺试验,利用光谱仪和专用分析软件研究焊接过程中电弧等离子体辐射光谱分布曲线,对其在各谱段的分布特征进行分析,认为紫外波段的光谱曲线波长较短且衰减严重;可见光波段整体相对辐射强度较高,特别是在绿光和黄光区域尤为强烈,在红光区域电弧光谱相对强度较为稳定;在近红外波段电弧光谱辐射强度逐渐下降.综合考虑不同的应用对象,可见光波段适用于电弧等离子体物理本质研究,自保护药芯焊丝电弧等离子体和熔滴过渡的检测适合采用红光光谱窗口,而焊缝跟踪等则适合采用近红外或者红光光谱窗口.     

发射光谱法测量城轨弓网电弧等离子体温度

通过设计弓网电弧光谱实验,模拟DC 1 500 V条件下的城轨弓网燃弧现象,利用光谱仪测量电弧光谱数据,选取电弧光谱中5条Cu I的分立线状特征谱线,采用玻尔兹曼图方法得到相同条件下6组电弧的平均温度为5 962.20 K,符合电弧等离子体的温度特征.文中研究方法及结论对城轨弓网电弧温度的在线监测具有一定的指导意义.     

电弧等离子体射流核脉动及射流形貌

电弧等离子体射流中的脉动是等离子体射流的典型物理现象之一。采用电弧等离子体光谱诊断及数字高速摄影的方法对常压电弧等离子体射流核进行了研究 ,采用了Fourier变换的方法分析弧电压和射流光谱强度信号 ,发现电源的交流分量和阳极弧点运动对整个射流核的脉动特性都有影响 ,射流并不存在一个处于稳定状态的核心区域。相反 ,从谱线强度脉动和弧电压脉动的 FFT分析图中可以看到 ,射流核的脉动是由电弧电压脉动及电弧分流现象共同造成的 ,这可能是射流核脉动的最主要原因。等离子体射流的高速摄影照片表明 ,等离子体喷枪的功率也对射流的脉动特征有着重要的影响     

等离子体的温度测量与光谱测温仪

论述了基于光谱学原理的温度测量技术．介绍了在上述原理下建立起来的光谱 测温仪。该仪器能测量符合局域热力学平衡与柱对称条件的电弧及高频等离子体的温度 剖面。测温范围为 ５ ０００—１５ ０００ Ｋ，不确定度约 ２．２％。     

160KVA可控硅等离子弧电源

可控硅技术用于等离子电弧这样一类负载上,有一个很重要的问题:在等离子电弧起动时出现冲击电流过大,如不设法解决,将会影响等离子发生器的正常工作。为此,需要采取一定的措施来限制它。本文主要分析:1.可控硅装置用于等离子电弧供电时冲击电流产生的原因、改善的方法和试验结果;2.陡降特性的获得。另外,简要介绍了高频引弧装置。     

高频放电等离子体处理及测试实验装置研制

介绍了自行研制的高频放电等离子体处理及测试实验装置。该装置可用于高频等离子体对固体材料表面处理及处理过程的动态测试,其中包括等离子体参数测试、质谱分析、FTIR测试和ESR测试。     

快速生长金刚石薄膜的装置及其工作性能

本文设计了用直流电弧等离子体喷射法快速生长金刚石薄膜的装置,并对其工作性能进行了研究。     

三电极非热电弧发生器放电模式的实验研究

该文提出了一种三电极非热电弧等离子体发生器结构设计,通过引入浮动电极,降低了非热电弧放电的点火电压,获得了稳态的非热电弧放电等离子体。实验结果表明:采用该三电极结构的等离子体发生器所产生的等离子体气体温度在2.0×103~3.0×103 K之间;在其他参数保持不变的情况下,随着等离子体工作气体流量的增加,存在非热电弧放电、非热电弧-介质阻挡混合放电和表面介质阻挡放电3种不同的放电模式;在等离子体工作气体流量不变的情况下,增加电源的输入功率将有利于使放电保持在非热电弧放电模式下。三电极结构的非热电弧发生器有助于实际应用中在较低的外加电压下产生非热电弧等离子体,并在较大的气体流量下维持非热电弧等离子体的工作状态。     

水下焊接电弧温度的光谱诊断

本文利用等离子体光谱诊断法对水下焊接电弧温度进行了比较系统的研究。文中对水下湿法焊接与干法焊接的电弧温度进行了对比分析，讨论了水的冷却作用及水压力对水下电弧温度的影响，此外还对焊接规范、焊条药皮中铁粉的含量等因素对水下焊接电弧温度的影响作了较详细的探讨。本研究工作对水下焊接电弧物理及焊接冶金的研究有参考价值。     

高频脉冲等离子切割的研究

把高频焊接电弧压力大、挺度好的特点应用到空气等离子切割,并进行了高频电弧切割的工艺实验。实验结果表明:高频等离子切割电弧也具有高频焊接电弧挺度好、压力大的特点,高频电弧与直流电弧切割相比能加快切割速度,提高切口质量。     

TSETV的研制及其与AES联用技术研究

提出了一种简单、有效的微进样装置－钨丝电热蒸发进样装置，并把该装置与电感耦合等离子体发射光谱及直流电弧发射光谱联用。对该装置本身及与其ＩＣＰ－ＡＥＳ，ＤＣ－ＡＥＳ的联用技术，分析性能作了详细研究。     

组合体脉冲真空电弧源的初步研究

为得到高密度的等离子体,设计研制了组合体脉冲真空电弧源,它由4套脉冲真空电弧源组合而成.测量了脉冲真空电弧源弧压与弧流的关系;利用静电探针测量了组合体脉冲真空电弧源和单套脉冲真空电弧源产生的等离子体,得到了探针饱和电流(与等离子体密度成正比)与弧压的关系,以及等离子体密度的轴向分布情况;采用飞行时间方法估测了等离子体的飞行速度.组合脉冲真空电弧源最大等离子体密度达到8×1012 cm-3.     

用于激光等离子体X射线诊断的谱仪

为了诊断波长为0.5～0.8 nm的激光等离子体X射线,研制了一种新型的高空间和光谱分辨率的晶体谱仪.采用2个不同分光计材料、不同形状且相互垂直分布的通道可以同时获得谱线的空间和光谱分辨率.利用成像板接收光谱信号,其有效接收面积为30 mm×80 mm.讨论晶体基本参数和给出了谱仪设计参数.在中国工程物理研究院激光聚变研究中心的20 J激光器装置进行实验,两个方向的成像板同时获取得到了Al激光等离子体X射线光谱,其中水平通道的PET平面晶体获取的空间分辨率为1.73～6.88 mm,而垂直通道的Mica球面弯晶得到的光谱分辨率达到1 000～1 500.实验结果表明该谱仪适合于激光等离子体X射线的光谱学研究.     

电弧静特性测试仪的研制

对电弧静特性测试技术进行了实验研究 ,利用现代电子技术 ,在实验的基础上 ,研制一种新型电弧静特性测试仪 ;它主要由高频引弧器和电弧长度调节器组成 ;高频引弧器保证电弧非接触可靠引燃 ,电弧长度调节器用于在燃弧状态下连续调节电弧的长度 ,以便测试电弧电压与电弧电流及电弧长度的关系 .     

多项“万能”纳米技术初步实现产业化

中国科研人员运用纳米材料、等离子体、真空、机电一体化等综合技术。研究成功了可以制遭多种金属及其化合物的纳米材料,并且适合于工业化生产的“万能”纳米技术。兰州大学等离子体与金属材料研究所所长闫鹏勋教授研制出了适用于工业化生产的“约束弧等离子体制备金属纳米粉体装置”。该装置把高频和直流放电有机结合起     

脉冲MIG焊熔滴过渡光谱信息的研究

采用焊接电弧光谱检测装置,对脉冲MIG焊熔滴过渡的光谱信息进行了研究,结果表明,电弧光谱信息可以很好地反映脉冲MIG焊的熔滴过渡;发现了多种熔滴过渡的光谱信息模式,这些模式可反映1峰0基、1峰1基等各种形式的熔滴过渡,特别是可以对脉冲峰值期间的多滴喷射过渡作出清晰的反映;信号波形的脉动幅值大,脉宽较宽,抗干扰能力强,容易识别,信号品质优越。这些结果为脉冲MIG焊熔滴过渡的光谱实时控制奠定了良好基础,为脉冲MIG焊的控制开辟了一条新途径。     

低压高密度等离子体电极性能研究

设计了一种玻璃管式封闭等离子体腔室,以高频开关电源为工作电源,高纯氩气(体积分数为99.999%)为工作气体,结合汤森放电理论,推导了等离子体密度与电流之间的关系,结合实验结果对该理论进行了验证,并测试了不同压强,不同电极下的封闭式等离子体密度。实验结果表明,在以纯金属热阴极材料钨为电极,工作电流为200 mA,管内气压为66 Pa(0.5 torr)的条件下,可将封闭式等离子体密度提高至1.1×10~(13)cm~(-3)。对封闭式等离子体密度与电流、腔室内气体压强及腔室电极之间的关系进行了分析,探索得到了一种封闭腔体内获得接近电弧放电高密度等离子体的方法。     

小电流真空电弧不稳定性及截流的试验研究

通过试验研究了小电流真空电弧不稳定时电弧电压、电弧电流的高频变化过程，观察到电弧不稳定过程中存在许多不成功截断，导致电弧电压和电弧电流波形上叠加高频分量。负载电容、触头并联电容和回路连线电感等对电弧电压、电弧电流的高频过程具有不同的影响；也影响真空开关的截流值。