|
|
Diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie
Kabeláčová, Kateřina ; Slavíček,, Pavel (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce je diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie. Dohasínající dusíkové plazma je v popředí zájmu již roky, je zkoumáno jak teoretické tak i praktické využití. Všechny naměřené výsledky byly získány metodou optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Aktivní výboj byl generován stejnosměrným zdrojem napětí a měření probíhalo v proudícím režimu. V dané práci můžeme vidět několik sérií experimentů. V prvním experimentu byly do výboje argonu přidávány vodní páry. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnili se průtoky a pro každý průtok bylo měření realizováno v různých časech dohasínání. Při druhém experimentu byl do výboje argonu přidáván dusík. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnil se zde průtok dusíku (0,2 sccm, 0,4 sccm a 0,8 sccm). Pro jednotlivé průtoky byly provedené stejné experimenty a měnila se opět vzdálenost od aktivního výboje. Dalším experimentem bylo přidávání rtuťových par do dusíkového dohasínání. Měřilo se při konstantním proudu 120 mA, napětí 3,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měření bylo provedeno pro dvě různé konfigurace: clonky, kdy je světlo do detektoru spektrometru přiváděno přes dvě za sebou umístěné clonky o průměru 0,5 mm a původní konfigurace bez clonek, kdy je optické vlákno jdoucí do spektrometru umístěno přímo u stěny trubice s výbojem. Posledním experimentem bylo přidávání vzduchu do argonu. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,0 V a tlaku 1 000 Pa. Teplota vnější stěny výbojové trubice, která se stanovovala pomocí termočlánku a infračerveného teploměru, byla měřena pro poslední dva experimenty (dusík a argon – vzduch). Při experimentech s čistým dusíkem byl viditelný jev pink afterglow. Projevuje se značným nárůstem růžového zabarvení v části dohasínání. Optická emisní spektra dohasínajícího výboje byla u různých experimentů snímána v různém rozsahu vlnových délek. U argonu s vodní párou to bylo 280–600 nm, u titrace argonu dusíkem bylo rozmezí 320–500 nm a u titrace dusíku rtuti 320–600 nm. Pro experiment argon se vzduchem byl rozsah vlnových délek 320–600 nm. Z výsledků měření byly sestrojeny grafy závislostí vzdálenosti na intenzitě, a grafy závislostí vzdálenosti na teplotě. Při přidávání argonu do dusíkového dohasínání byl vyhodnocen první a druhý pozitivní systém.
|
|
|
Spektroskopické studium dohasínajících výbojů v dusíku a jeho směsích
Mazánková, Věra ; Kapička, Vratislav (oponent) ; Hrachová,, Věra (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium kinetických procesů v dohasínajícím plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a dusíku ve směsi s argonem. Výsledky měření předložené v této práci jsou získány z optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Ve všech měřeních byl dobře identifikovatelný jev tzv. pink afterlow (maximální intenzita vyzařování) a vliv příměsí na tento jev. Pro měření byl vzhledem k našim experimentálním možnostem zvolen stejnosměrný výboj v proudícím režimu, kdy je možno dosáhnout časového rozlišení v řádově ms, což je pro studované jevy dostatečné. Měření bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 300-800 nm. V naměřených spektrech byly identifikovány první pozitivní, druhy pozitivní a první negativní spektrální systémy dusíku a systémy NO beta a NO gama.Experimenty byly provedeny ve dvou konfiguracích aparatury, pro měření dohasínajícího plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a pro měření dohasínajícího plazmatu ve směsi dusíku s argonem. V případě měření dusíku s příměsí kyslíku (koncentrace kyslíku do 0,2 %) byly k dispozici dvě výbojové trubice z různých materiálů – sklo PYREX a sklo QUARTZ. Aby bylo možno posoudit vliv teploty na procesy probíhající během dohasínání, byly provedeny dva typy měření za různých teplotních podmínek. Pro obě trubice bylo měření provedeno pro laboratorní teplotu 300 K a pro chlazení tekutým dusíkem (77 K) v místě spektroskopického měření. Celkový tlak byl při těchto experimentech 1 000 Pa a proud 200 mA. V naměřených spektrálních systémech byly identifikovány jednotlivé spektrální přechody a byly sestrojeny závislosti jejich intenzit na čase dohasínání. Dále byly vypočteny relativní vibrační populace jednotlivých stavů v závislosti na koncentraci kyslíku. Z relativních populací byla sestrojena i vibrační rozdělení pro jednotlivé stavy dusíku. Z výsledků obecně vyplývá, že s rostoucí koncentrací kyslíku lze pozorovat mírný nárůst populací molekulárního dusíku, ale koncentrace molekulárního iontu dusíku rapidně klesá. Při snížené teplotě se posouvá do pozdějších časů dohasínání. V trubici za skla QUARTZ lze pozorovat vymizení jevu pink afterglow už při velmi nízkých koncentracích kyslíku. Naopak dochází k nárůstu populací v pozdějším čase dohasínání. V případě směsi dusík-argon bylo měření provedeno pouze ve výbojové trubici ze skla PYREX a za teploty stěny 300 K. Konstantní byl udržován celkový výkon aktivního výboje na hodnotě 290 kW. Byl ale měněn celkový tlak v rozmezí 500-5 000 Pa a koncentrace argonu (0%-83%). Při nízkém tlaku 500 Pa je jev pink afterglow poměrně úzký a s rostoucím tlakem se jeho trvání podstatně prodlužuje. Současně se i maximum vyzařování posouvá k pozdějším časům. V závislosti na tlaku se podstatně mění i celková intenzita emise záření během dohasínání. Časový posun maxima intenzity vyzařování je v podstatě nezávislý na tlaku a maximum se nachází v pozdějším čase než v čistém dusíku. Celková intenzita vyzařování během dohasínání je ve směsi obsahující převážně argon podstatně nižší než v případě dohasínání čistého dusíku. Z dlouhodobějšího hlediska pak bude zajímavé porovnání experimentálně získaných výsledků s výsledky numerického modelování, jímž se zabývají spolupracující pracoviště na univerzitách v Portugalsku.
|
|
|
Diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie
Kabeláčová, Kateřina ; Slavíček,, Pavel (oponent) ; Mazánková, Věra (vedoucí práce)
Cílem předložené diplomové práce je diagnostika dohasínajícího dusíkového plazmatu metodou optické emisní spektroskopie. Dohasínající dusíkové plazma je v popředí zájmu již roky, je zkoumáno jak teoretické tak i praktické využití. Všechny naměřené výsledky byly získány metodou optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Aktivní výboj byl generován stejnosměrným zdrojem napětí a měření probíhalo v proudícím režimu. V dané práci můžeme vidět několik sérií experimentů. V prvním experimentu byly do výboje argonu přidávány vodní páry. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnili se průtoky a pro každý průtok bylo měření realizováno v různých časech dohasínání. Při druhém experimentu byl do výboje argonu přidáván dusík. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měnil se zde průtok dusíku (0,2 sccm, 0,4 sccm a 0,8 sccm). Pro jednotlivé průtoky byly provedené stejné experimenty a měnila se opět vzdálenost od aktivního výboje. Dalším experimentem bylo přidávání rtuťových par do dusíkového dohasínání. Měřilo se při konstantním proudu 120 mA, napětí 3,5 V a tlaku 1 000 Pa. Měření bylo provedeno pro dvě různé konfigurace: clonky, kdy je světlo do detektoru spektrometru přiváděno přes dvě za sebou umístěné clonky o průměru 0,5 mm a původní konfigurace bez clonek, kdy je optické vlákno jdoucí do spektrometru umístěno přímo u stěny trubice s výbojem. Posledním experimentem bylo přidávání vzduchu do argonu. Měření probíhalo při konstantním proudu 140 mA, napětí 1,0 V a tlaku 1 000 Pa. Teplota vnější stěny výbojové trubice, která se stanovovala pomocí termočlánku a infračerveného teploměru, byla měřena pro poslední dva experimenty (dusík a argon – vzduch). Při experimentech s čistým dusíkem byl viditelný jev pink afterglow. Projevuje se značným nárůstem růžového zabarvení v části dohasínání. Optická emisní spektra dohasínajícího výboje byla u různých experimentů snímána v různém rozsahu vlnových délek. U argonu s vodní párou to bylo 280–600 nm, u titrace argonu dusíkem bylo rozmezí 320–500 nm a u titrace dusíku rtuti 320–600 nm. Pro experiment argon se vzduchem byl rozsah vlnových délek 320–600 nm. Z výsledků měření byly sestrojeny grafy závislostí vzdálenosti na intenzitě, a grafy závislostí vzdálenosti na teplotě. Při přidávání argonu do dusíkového dohasínání byl vyhodnocen první a druhý pozitivní systém.
|
|
|
Spektroskopické studium dohasínajících výbojů v dusíku a jeho směsích
Mazánková, Věra ; Kapička, Vratislav (oponent) ; Hrachová,, Věra (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
Cílem disertační práce je studium kinetických procesů v dohasínajícím plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a dusíku ve směsi s argonem. Výsledky měření předložené v této práci jsou získány z optické emisní spektroskopie dohasínajícího plazmatu. Ve všech měřeních byl dobře identifikovatelný jev tzv. pink afterlow (maximální intenzita vyzařování) a vliv příměsí na tento jev. Pro měření byl vzhledem k našim experimentálním možnostem zvolen stejnosměrný výboj v proudícím režimu, kdy je možno dosáhnout časového rozlišení v řádově ms, což je pro studované jevy dostatečné. Měření bylo provedeno v rozsahu vlnových délek 300-800 nm. V naměřených spektrech byly identifikovány první pozitivní, druhy pozitivní a první negativní spektrální systémy dusíku a systémy NO beta a NO gama.Experimenty byly provedeny ve dvou konfiguracích aparatury, pro měření dohasínajícího plazmatu dusíku s příměsí kyslíku a pro měření dohasínajícího plazmatu ve směsi dusíku s argonem. V případě měření dusíku s příměsí kyslíku (koncentrace kyslíku do 0,2 %) byly k dispozici dvě výbojové trubice z různých materiálů – sklo PYREX a sklo QUARTZ. Aby bylo možno posoudit vliv teploty na procesy probíhající během dohasínání, byly provedeny dva typy měření za různých teplotních podmínek. Pro obě trubice bylo měření provedeno pro laboratorní teplotu 300 K a pro chlazení tekutým dusíkem (77 K) v místě spektroskopického měření. Celkový tlak byl při těchto experimentech 1 000 Pa a proud 200 mA. V naměřených spektrálních systémech byly identifikovány jednotlivé spektrální přechody a byly sestrojeny závislosti jejich intenzit na čase dohasínání. Dále byly vypočteny relativní vibrační populace jednotlivých stavů v závislosti na koncentraci kyslíku. Z relativních populací byla sestrojena i vibrační rozdělení pro jednotlivé stavy dusíku. Z výsledků obecně vyplývá, že s rostoucí koncentrací kyslíku lze pozorovat mírný nárůst populací molekulárního dusíku, ale koncentrace molekulárního iontu dusíku rapidně klesá. Při snížené teplotě se posouvá do pozdějších časů dohasínání. V trubici za skla QUARTZ lze pozorovat vymizení jevu pink afterglow už při velmi nízkých koncentracích kyslíku. Naopak dochází k nárůstu populací v pozdějším čase dohasínání. V případě směsi dusík-argon bylo měření provedeno pouze ve výbojové trubici ze skla PYREX a za teploty stěny 300 K. Konstantní byl udržován celkový výkon aktivního výboje na hodnotě 290 kW. Byl ale měněn celkový tlak v rozmezí 500-5 000 Pa a koncentrace argonu (0%-83%). Při nízkém tlaku 500 Pa je jev pink afterglow poměrně úzký a s rostoucím tlakem se jeho trvání podstatně prodlužuje. Současně se i maximum vyzařování posouvá k pozdějším časům. V závislosti na tlaku se podstatně mění i celková intenzita emise záření během dohasínání. Časový posun maxima intenzity vyzařování je v podstatě nezávislý na tlaku a maximum se nachází v pozdějším čase než v čistém dusíku. Celková intenzita vyzařování během dohasínání je ve směsi obsahující převážně argon podstatně nižší než v případě dohasínání čistého dusíku. Z dlouhodobějšího hlediska pak bude zajímavé porovnání experimentálně získaných výsledků s výsledky numerického modelování, jímž se zabývají spolupracující pracoviště na univerzitách v Portugalsku.
|
host ::
RSS.