Original title:
Diagnostika plazmatu výboje ve vodných roztocích a jeho aplikace
Translated title:
Diagnostics of plasma generated in water solutions and its application
Authors:
Holíková, Lenka ; Brablec, Antonín (referee) ; Kozáková, Zdenka (advisor) Document type: Master’s theses
Year:
2011
Language:
cze Publisher:
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická Abstract:
[cze][eng]
Tato práce pojednává o studiu parametrů diafragmového výboje ve vodném roztoku. Jako vodivé médium byl používán roztok NaCl o různých vodivostech. Vodivosti byly nastavovány v rozmezí 220 až 1000 µS cm-1. Byly použity dvě diagnostické metody pro zkoumání parametrů plazmatu. První z nich probíhala v Laboratoři plazmochemie na Fakultě chemické Vysokého učení technického v Brně, a sice optická emisní spektroskopie. Jako druhá metoda byla použita diagnostika pomocí časově rozlišené ICCD kamery v Laboratoire de Physique des Plasmas na École Polytechnique v Paříži. Reaktor pro měření emisních spekter měl objem 4 l a byl vyroben z polykarbonátu. Polyethylentereftalátová diafragma byla umístěna v přepážce oddělující katodový a anodový prostor. Elektrody byly vyrobeny z titanu, potaženého platinou. Elektrický zdroj dodával stejnosměrné konstantní napětí do 5 kV a proudy do 300 mA. Dále byl použit spektrometr Jobin Yvon TRIAX 550 s CCD detektorem. Optickou emisní spektroskopií byla proměřena přehledová spektra v rozsahu 200 až 900 nm, dále molekulová spektra OH a čárové spektrum Hß. Všechna spektra byla snímána pro obě polarity výboje, tj. u katody i u anody. Z naměřených spekter byly následně počítány základní diagnostické parametry plazmatu, což jsou rotační a elektronová teplota a hustota elektronů. Další část experimentu sestávala z měření s ICCD kamerou iStar 734. Byly použity dva typy reaktorů, první čtyřlitrový byl stejný jako reaktor použitý pro měření optické emisní spektroskopie. Druhý, taktéž vyrobený z polykarbonátu, měl objem vodivého roztoku 110 ml a byly v něm použity elektrody vyrobené z nerez oceli. V obou reaktorech byla použita keramická diafragma (Shapal-MTM). Diafragmy měly různé tloušťky a průměry dírek. ICCD kamerou byl snímán průběh generace bublin a zapalování výboje v závislosti na použitých vodivostech a rozměrech diafragmy vždy v obou elektrodových prostorech.
This thesis deals with the study of parameters of diaphragm discharge in liquids. NaCl solution of different conductivity was used as a conductive medium. Conductivities were adjusted in the range from 220 to 1000 µS cm-1. Two diagnostic methods were used for the study of plasma parameters. The first one was employed in the laboratory of plasma chemistry at Faculty of Chemistry, Brno University of Technology, namely the optical emission spectroscopy. The second method used for plasma diagnostics was the time resolved ICCD camera at the Laboratoire de Physique des Plasmas at the École Polytechnique in Paris. The reactor for the diagnostics by optical emission spectroscopy had the volume of 4 l, and it was made of polycarbonate. PET diaphragm was placed in the barrier separating the cathode and the anode space. Electrodes were made of titanium coated with platinum. Electric power source supplied a constant DC voltage of maximum 5 kV and electric current up to 300 mA. Spectrometer Jobin Yvon TRIAX 550 with CCD detector was used during the experiments in order to measure overview spectra within the range from 200 to 900 nm as well as OH molecular spectra and Hß line spectra. All spectra were scanned in both discharge polarities, i.e. at the cathode and the anode part of reactor. The basic parameters of the discharge plasma were calculated from the spectra, that means rotational and electron temperature and electron density. Another part of experiment consisted of measurements by the ICCD camera iStar 734. Two types of reactors were used. The first one was the same as the reactor for the measurements by the optical emission spectroscopy. The second one was also made of polycarbonate, but the volume of conductive solution was 110 ml, only. HV electrodes made of stainless steel were placed in this reactor. Ceramic diaphragm (Shapal-MTM) was used in both reactors. Diaphragms had different thickness and diameter of holes. ICCD camera acquired photographs with details of processes of the bubbles generation and discharge operation (propagation of plasma channels), depending on solution conductivity, dimensions of the diaphragm, and with respect to the electrode part of the reactor.
Keywords:
diagnostics of plasma discharge in liquids; diaphragm discharge; electron density; electron temperature; ICCD camera; optical emission spectroscopy; rotational temperature; diafragmový výboj; diagnostika plazmatu výboje v kapalinách; elektronová teplota; hustota elektronů; ICCD kamera; optická emisní spektroskopie; rotační teplota
Institution: Brno University of Technology
(web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library. Original record: http://hdl.handle.net/11012/9734
guest ::
