真空开关电弧形态几何特性量化实验研究

真空电弧在燃烧过程中的形态变化特性及其发生发展在图像上所表现出来的趋势特征对真空开关的开断能力有着重要影响,为了研究真空开关电弧形态特性,针对真空开关电弧特点和电弧特性,设计并建立了一套以可拆卸真空灭弧室的真空开关电弧实验系统.利用图像处理技术对真空间隙长度为6mm,电压60V为条件下真空开关电弧几何特性(面积、周长)进行了诊断.实验结果表明运用该技术可实现真空开关电弧在真空间隙几何特征的量化测量,可应用于真空开关电弧形态特征实时在线诊断,为真空开关电弧形态调控规律研究提供了新的技术手段.     

真空开关电弧等离子体特性诊断技术研究进展

阐述了真空电弧等离子体特性诊断的重要意义,列举了常用的诊断方法及其工作原理,综述了近年来国内外关于真空电弧等离子体特性诊断方面的实验研究进展。     

基于PIV技术真空开关电弧流场实验研究

为了对真空开关电弧燃烧过程及热形态变化规律研究,本文采用粒子成像测速(PIV)技术对短间隙真空开关电弧进行了实验研究,观察分析了电弧流场的信息,有明显的漩涡区。实验结果表明,运用PIV技术能较好地获取真空开关电弧燃烧二维速度场分布;随着电弧电流不断增大,真空间隙中金属蒸气压力不断增大,电弧加速向四周扩散运动,当电弧电流增大到一定值时,在电弧四周产生明显的涡流区域;电弧电流峰值过后,涡流区域不断减小,当电弧电流减小到一定值时,电弧不再向外扩散,而是向弧柱中心做集聚运动。     

真空开关电弧图像面积变化研究

真空电弧在燃烧过程中的形态变化对真空开关的开断性能有着重要的影响。为了实现对真空开关电弧形态燃烧过程的定量分析,提出了真空开关电弧图像面积概念,并对影响电弧面积变化的真空间隙、电压、磁场三因素进行了实验研究分析。结果表明:①真空间隙越大,电弧面积分布区域越广,减轻了电弧对触头表面的烧蚀;②开断容量越大,电弧的面积分布区域越大,同时对电弧表面的烧蚀越严重;③纵磁场的存在使电弧在真空间隙中分布更加均匀,有利于提高真空开关的开断能力。     

真空开关电弧形态的实验研究

真空电弧形态的研究对真空开关能否有效控制和保护电路有着重要的影响.本文设计了真空开关电弧实验系统,建立了基于高速摄像设备CMOS的真空开关电弧采集系统.通过该采集系统可以每秒200,000帧采集速度得到了真空开关电弧图像.实验结果表明,真空开关电弧起始处于扩散形态,随着电流的增大,电弧月逐渐集聚,并产生阳极斑点,峰值电流过后再次转变成扩散形态,最终在阴极表面形成很多阴极斑点,做高速运动并数量不断减少至电弧完全熄灭.     

短间隙真空开关电弧图像边缘提取研究

为了研究短间隙真空开关电弧燃烧及其热形态变化过程,通过图像视觉系统对电弧起弧、燃烧及熄灭过程中的电弧图像进行采集,阐述了该实验系统的组成,利用图像处理技术对电弧图像进行了预处理,并通过Prewitt、LOG和Canny五种微分算子的边缘提取和结果对比。结果表明:比较3种微分算子对电弧图像边缘提取的结果,Canny算子可得到连续性、完整性和准确性均符合控制要求的电弧边缘结果,为实现真空电弧的调控提供了技术基础。     

基于图像序列短间隙真空开关电弧形态研究

研究短间隙真空开关电弧扩散运动特性对促进真空开关向高电压等级、大容量及智能化发展具有重要的意义。本文利用高速摄像机CMOS对真空开关电弧图像进行了采集并获得了序列电弧图像;分析了真空电弧燃烧过程扩散运动的机理及特征。综合数字图像处理技术,提出了基于二值背景差分法电弧图像燃烧扩散运动识别算法。实验结果表明:运用图像系列背景差分法可实现对真空开关电弧图像面积扩散区域进行检测,且通过计算可得到真空开关电弧在燃烧过程中不同时刻的扩散速度。     

真空开关电弧的产生及其触发电路的设计

本文对真空开关电弧的产生过程、实验室产生电弧方法及影响真空电弧触发因素进行了简要分析，在此基础上对真空电弧的触发电路进行了设计。通过实验表明，该触发电路能够成功可靠的起弧。     

真空开关的应用现状及其发展

本文阐述了新一代电器开关──真空开关的应用现状及其发展前景，并提出了一些值得引起真空技术学术领域进行研究与讨论的问题。     

CCD技术用于诊断真空电弧等离子体电子温度

本文根据等离子体的辐射理论，研制了一台新型的等离子体诊断装置。在这个装置中，使用ＣＣＤ传感器代替一般的光学仪器，使诊断装置的体积大大地缩小：同时，单板机的使用，取代了人工进行数据采集和数据处理的过程，因而操作简便，且加快了诊断的速度。     

无声放电等离子体的光谱诊断

无声放电是一种非平衡态的、非稳定的和不均匀的放电 ,它被称作等离子体也是从时间平均的角度来考虑的。对这种非稳定的等离子体一直缺少一种有效的诊断手段。通过理论分析和实验提出用探针 光谱诊断技术测量无声放电等离子体的电子温度。气体放电中的光发射谱线是与等离子体的电子温度有关的。在直流放电的条件下 ,电子温度可通过朗谬尔探针的方法获得。如果能在同一放电系统中比较无声放电与直流放电的光谱数据 ,而直流放电的电子温度已知 ,则可以从比较当中得出无声放电电子温度的信息。本文通过这一方法给出了一个实验无声放电系统的电子温度与气体压强的关系。     

Investigation on the Tribology of Co Implanted Stainless Steel Using Metal Vapor Vacuum Arc Ion Source

AISI 304 stainless steel was ion implanted with Co, and the tribological property on the surface of the stainless steelwas investigated. The Co ion implantation was carried out using a metal vapor vacuum arc (Mevva) broad-beam ionsource with an extraction voltage of 40 kV, implantation doses of 3×10~(17)/cm~2 and 5×10~(17)/cm~2, and ion currentdensities of 13, 22 and 32μA/cm~2. The results showed that the near-surface hardness of Co-implanted stainless steelsample was increased by 50% or more, and it increased with increasing ion current density at first and then declined.The friction coefficient decreased from 0.74 to 0.20 after Co implantation. The wear rate after Co implantationreduced by 25% or more as compared to the unimplanted sample. The wear rate initially decreased with increasingion current density and then an increase was observed. Within the range of experimental parameters, there existsa critical ion current density for the Co-implanted stainless steel, at which the wear rate decreased     

Technological Capabilities of Vacuum Arc Plasma Sources

Vacuum arc plasma sources based on the self‐maintained discharge developing in the cathode material vapor enable plasmochemical synthesis of nitride and carbide compounds. Reactive gas is injected in the metal plasma flux to implement the plasmochemical synthesis of compounds. By controlling the plasma flux parameters and taking into account the ion current density distribution in the active volume, properties of the formed coating may be managed. The development of plasma technology leads to possibility of fine controlling of gas pressure and reactive gas composition, degree of plasma flux focusing, flux separation from the drop fraction. If the plasma flux is free of droplets the composition and structure of a coating can be effectively controlled by varying technological parameters.     

真空冷却过程中气体温度变化特性的研究

为了研究真空冷却过程中真空室内气体温度的变化特性，以水为实验对象，在真空室内布置了压力及多个温度测点，进行多组真空冷却实验，从而测得在抽真空和复压过程中真空室内的压力和各点的气体温度值。研究表明，当真空室内压力发生变化时，真空室内气体温度的变化具有某些特征，并且气体温度还受容器壁温、水温等的影响，本文针对这些特征进行了相关实验及理论分析，并得到了相似的变化规律。     

磁过滤阴极真空弧沉积装置研究中的等效电路方法

提出了模拟磁过滤阴极真空弧放电等离子体沉积装置阴极弧放电过程的等效电路 ,并用此电路定性研究了各参数对弧放电的影响 ,结果同实验符合的很好     

真空扫描电子束提纯新技术

近年来 ,高纯金属的发展十分引人注目 ,纯度的重要性在于研究金属新性能 ,制备新的结构材料和高功能材料等 ,本文就真空扫描电子束提纯新技术的原理、应用和发展前景进行了论述。