等離子體光譜診斷法.ppt

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1、等離子體的光譜診斷法陳思063010300662021/9/81光譜法計(jì)算電子溫度相對(duì)強(qiáng)度比較法（雙譜線法）玻爾茲曼多線斜率法譜線的選擇計(jì)算實(shí)例實(shí)驗(yàn)誤差及改進(jìn)2021/9/82相對(duì)強(qiáng)度比較法原子在兩個(gè)能級(jí)之間躍遷：譜線強(qiáng)度等離子體在局域熱平衡條件下，同種原子或離子在兩個(gè)能級(jí)上的粒子數(shù)滿足玻爾茲曼分布2021/9/83EnEm相對(duì)強(qiáng)度比較法其中，下標(biāo)1、2分別表示不同的譜線A：躍遷幾率g：上能級(jí)統(tǒng)計(jì)權(quán)重：譜線波長(zhǎng)E：上能級(jí)激發(fā)能量Te：電子激發(fā)溫度≈電子溫度k：玻爾茲曼常數(shù)2021/9/84多線斜率法波爾茲曼分布其中，得到則以為縱坐標(biāo)，E為橫坐標(biāo)

2、作曲線，擬合直線的斜率即精度較相對(duì)強(qiáng)度比較法高2021/9/85譜線的選擇具有可靠的躍遷幾率和統(tǒng)計(jì)權(quán)重:NIST波長(zhǎng)接近上能級(jí)差較大強(qiáng)度適中結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件：分辨率、響應(yīng)率、展寬2021/9/86等離子體輝光計(jì)算實(shí)例2021/9/87等離子體輝光計(jì)算實(shí)例波長(zhǎng)λ/nm躍遷幾率A/s-1統(tǒng)計(jì)權(quán)重g上能級(jí)能量E/JRef.6.76E-071.96E+0652.36E-18NIST6.97E-076.39E+0632.13E-18NIST7.07E-073.80E+0652.13E-18NIST7.39E-078.47E+0652.13E-18NIST7.

3、64E-072.45E+0752.11E-18NIST7.96E-071.86E+0732.12E-18NIST2021/9/88等離子體輝光計(jì)算實(shí)例2021/9/89探針?lè)ǎ篢e=5.07eV圖一600V,4Pa條件下部分輝光譜線E與ln(λI/Ag)的擬合直線等離子體弧光電子溫度取794.8nm，801.5nm，811.5nm譜線，用相同方法計(jì)算212V，64A，1.64ms條件下的弧光電子溫度為Te=0.378eV弧光電子溫度大約比輝光低一個(gè)數(shù)量級(jí)。2021/9/810實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源及改進(jìn)誤差來(lái)源：躍遷幾率的不確定性光譜儀的測(cè)量誤差讀數(shù)誤差

4、改進(jìn)：測(cè)量譜線采用多次平均提高光譜儀的分辨率，使可測(cè)譜線增多2021/9/811工作參數(shù)對(duì)等離子體的影響輝光放電管工作電壓輝光放電管工作氣壓2021/9/812工作電壓的影響2021/9/813圖二工作氣壓為72Pa時(shí)輝光電子溫度與工作電壓的關(guān)系曲線工作氣壓的影響2021/9/814圖三工作電壓為406V時(shí)輝光電子溫度與工作氣壓的關(guān)系曲線光譜診斷法的實(shí)驗(yàn)設(shè)想提高光譜儀分辨率降低實(shí)驗(yàn)誤差推斷等離子體的重要參數(shù)：如：電子溫度、元素成分、電離狀態(tài)、電子密度（stark展寬10-2nm量級(jí)）研究等離子體的輸運(yùn)（多普勒頻移10-2nm量級(jí)）2021/9/

5、815德拜長(zhǎng)度、朗謬爾頻率