光谱法测量低压热喷涂等离子体的电子温度和电子密度

发射光谱研究是热喷涂等离子体诊断的一种重要的方法。通过使用发射光谱测量氩原子在763.51 nm和772.42 nm处谱线辐射强度的信息,采用双谱线法计算低压热喷涂等离子体射流的电子温度,研究氩气流量40 L/min、氢气流量15 L/min,不同的弧电流和不同的探测距离条件下,低压热喷涂等离子体射流中电子温度的变化情况。通过使用Hβ谱线的Stark展宽计算热喷涂等离子体射流的电子密度,研究不同探测距离对电子密度的影响。结果表明,电子温度随等离子体功率的增加而增加,同时也发现随着距喷枪出口轴向探测距离的增加(150~450 mm),电子温度逐渐减小;当探测距离从100 mm增加时等离子体的电子密度显著下降,随后,电子密度变化不大。     

激光诱导Ni等离子体电子温度与电子密度的时空演化特性研究

在实验上通过测定原子谱线的相对强度和Stark加宽、线移,计算了激光诱导Ni等离子体的电子温度和电子密度,通过改变光谱信号与激光脉冲之间的延迟时间及移动成像透镜的位置,研究电子密度和温度这两个重要参数与延时、空间位置之间的关系。实验结果表明：电子温度及电子密度与延时、空间位置密切相关,在时间分辨中,等离子体的电子温度和电子密度与延迟时间都成指数衰减;在空间分辨中,电子温度和电子密度与距靶面空间距离都呈Lorentz线型。     

激光诱导水垢等离子体温度精确求解研究

为了减小谱线自发辐射跃迁几率等参量的不确定性带来的计算误差,采用一种改进型的迭代Boltzmann算法研究了激光诱导水垢等离子体的电子温度,经过12次迭代,线性相关系数由0.7687提高到0.99991,得到水垢等离子体的电子温度为5012K。Lorentz函数拟合Ca Ⅱ 393.37nm得到水垢等离子体的电子密度是5.7×1016cm-3,远高于临界值6.4×1015cm-3,证明激光诱导水垢等离子体满足局部热力学平衡模型。结果表明,本方法不仅操作简单,而且可以明显提高等离子体特征参量的求解精度。     

激光诱导Al等离子体中电子密度和温度的实验研究

激光烧蚀等离子体在微量元素分析方面有着重要的应用背景，而缓冲气体的种类及压力对激光等离子体的特性有重要影响。报道了以氦气、氩气、氮气和空气作为缓冲气体，实验测定了不同气压下Nd：YAG激光烧蚀Al靶产生的等离子体中的时间分辨发射光谱，利用发射谱线的Stark展宽和相对强度计算了等离子体中的电子密度和温度，得到了在不同缓冲气体中激光诱导Al等离子体的电子密度随延时、气压的演化规律，同时得到了电子温度的时间演化特性。实验结果表明，电子密度的数量级约为10^17cm^-3，电子温度测量值约为10000K，二者都是在激光脉冲后随时间快速衰减，直到4μs以后达到一个较低的水平并缓慢变化，其中以氩气作为缓冲气体时等离子体中的电子密度最大。     

样品温度对激光诱导等离子体辐射强度的影响

增强激光诱导等离子体的发射光谱强度,对于精确测量微弱光谱信号,改进待测材料中低含量元素的探测灵敏度意义重要。首先对金属样品加热升温,并且在一定温度时利用波长为1 064 nm的Nd:YAG纳秒脉冲激光烧蚀样品,激发产生等离子体,测量了不同样品温度条件下等离子体的发射光谱强度和信噪比。结果表明,采用的激光能量为200 mJ时,随着样品温度的升高,等离子体辐射会逐渐增强,并且在温度为150 ℃时达到最大。计算表明,样品中分析元素Mo、Cr、Ni和Mn在温度为150 ℃时的光谱线强度比室温条件下的分别提高了54.56%,72.43%,70.29%和54.01%,光谱信噪比分别增大了37.44%,40.74%,38.6%和37.06%。实验还通过观察等离子体的照片,测量等离子体的温度、电子密度和样品蒸发量,讨论了激光诱导金属等离子体辐射增强的原因。可见,升高样品温度是改善激光等离子体光谱质量的一种有效手段。     

同位重复激光脉冲烧蚀对等离子体辐射的增强作用

为了提高激光诱导击穿光谱的质量, 采用高能量铷玻璃脉冲激光烧蚀土壤样品, 由组合式多功能光栅光谱仪和CCD探测器等组成的光谱分析系统记录光谱信息, 研究了有或无CsCl样品添加剂时多个激光脉冲作用于土壤样品同一位置条件下, 每个激光诱导等离子体辐射强度的变化情况, 并通过Boltzmann图方法测量了等离子体的电子温度。实验结果表明, 随着激光脉冲序数的增大, 等离子体辐射逐渐增强。计算可知, 对于含有15%CsCl的样品, 第6个激光脉冲等离子体中元素Fe、Mn、K和Ti的谱线强度比第2个激光脉冲的分别提高了3.59、2.46、2.82和1.62倍; 光谱信噪比分别提高了3.03、1.97、2.28和1.40倍; 而第6个激光脉冲等离子体的温度比第2个的升高了5 360 K。     

利用脉冲激光预诱导激发产生增强等离子体及其性质的研究

利用普通电焊枪对金属样品进行烧蚀时,由于温度限制,产生的激发等离子体无法满足局部热平衡条件,导致测量等离子体性质出现许多受限条件,如连续多帧光谱全噪声采样信号、基底效应影响和电子温度波动较大等。为解决此问题,提出利用一束短脉冲NdYAG激光器结合精密数字延时脉冲发生器的方法,让该短脉冲激光束平行于样品表面照射进行预激发,再通过电焊枪垂直于样品表面进行二次电离产生高温等离子体。实验结果表明,这种利用短脉冲激光预激发的方式所产生的等离子体特征光谱信号强度大幅增强和电子温度得到提高,最高可达45倍,同时连续采集时特征光谱全噪声信号帧数明显降低,信噪比也得到很好的提高。另外,还讨论了短脉冲激光预激发时间和光纤探测端面几何位置对测量结果的影响。     

样品温度对激光诱导黄铜等离子体辐射特性的影响

为了研究样品温度变化对激光诱导铜等离子体特征参数的影响,利用单脉冲激光诱导激发加热台上的样品形成等离子体, 改变样品温度获得相应的黄铜等离子体发射光谱。分析了样品温度变化时特征谱线强度的变化,并在局部热 平衡(Local thermodynamic equilibrium, LTE)条件下,利用Boltzman方程和Stark展宽计算并获得不同样品温度 条件下等离子体电子温度和电子密度随时间的演化规律,同时讨论了激光诱导金属等离子体光谱增强的原因。 实验结果表明,延迟时间相同时,样品温度越高,谱线强度越强,电子温度和电子密度越大。由此可见, 适当升高样品温度可以提高谱线强度。     

高气压Ar对激光诱导Al等离子体辐射特性的影响

用高能量钕玻璃激光器(0~25J)烧蚀Al靶产生等离子体。实验中测量了Ar气气压在0.1~1.0MPa范围内,等离子体发射光谱的谱线强度、半宽度、信背比以及等离子体的电子温度和电子密度随气压的变化。结果表明,随着环境气体压强的升高,等离子体的空间体积被压缩,电子温度和电子密度增大,辐射强度有明显的增强。     

Ar气下激光诱导Cu等离子体电子温度的实验研究

本文从实验上研究了Ar气下激光诱导Cu等离子体的空间分辨发射光谱.在局部热力学平衡(LTE)条件下,根据谱线的相对强度,得到了等离子体的电子温度在104K以上.研究了原子发射谱线强度、电子温度随空间变化的规律.结果表明,通过Cu(Ⅰ)和Ar(Ⅱ)得到的等离子体电子温度随着空间距离的增加都呈下降趋势,具有相同的变化规律.据此,我们可以通过测量背景气体的电子温度来近似判断近靶面未知谱线等离子体的电子温度.     

Temperature Dependence of Output Voltage Generated by Interaction of Threshold Voltage and Mobility of an NMOS Transistor

Mutual compensation of mobility andthreshold voltage temperature variations mayresult in a zero temperature coefficient (ZTC)bias point of an NMOS transistor. Theconditions under which this effect occurs,stability of this bias point, and thetemperature dependence of the output voltagefor a diode-connected transistor operating inthe vicinity of ZTC point are investigated inthis paper. Some possible applications of thiseffect include temperature sensors with lineardependence of voltage versus temperature, andvoltage and current reference circuits. Thetheory is verified experimentallyinvestigating the temperature behavior of anNMOS transistor realized in 0.35 m CMOSprocess. The design and simulation results ofsimple current and voltage reference circuitsfor implementation in 0.18 m CMOStechnology are given.     

基于无线的高压输变电的温度测量系统设计

介绍了一种基于无线的高压输变电节点温度测量的系统,详细介绍了该温度测量系统中温度探头的软硬件设计。硬件平台设计采取TI公司MSP430系列单片机加nRF905无线收发芯片的结构,软硬件的设计符合温度探头的低功耗和耐高压、高低温的设计要求。最后,就温度探头的功耗分析给出了其测量方法和测试结果。本系统设计采取无线传输和电池供电方式,解决了传统高压线节点只能通过红外枪检测的问题。该测温系统已经在高压输变电系统上得到了运用。     

基于无线传感网的高压开关柜温湿度测控系统设计

针对目前高压开关柜中温湿度测量与控制存在的问题,本文基于无线传感网的高压开关柜温湿度测控系统开展设计研究,首先给出了系统的组成,具体包括主控计算机、无线传感器网络骨干节点、无线温度传感器节点和无线温湿度传感器节点和半导体冷凝除湿器等,之后具体描述了系统工作的原理,并详细讨论了传感器节点的技术条件,本文工作对高压开关柜温湿度的精确测量与控制具有借鉴意义。     

4500W超高压汞灯光源控制系统研究

简要介绍了用于超大面积光刻设备汞灯光源控制系统的总体控制方案,重点阐述了该控制系统信号放大电路、灯室温度采样放大电路及信号反馈控制方法。     

反射及发射率对光纤测温仪精度的影响及抑制

在简要介绍一种利用钽酸锂热释电探测器实现的实用化双波长光纤测温仪的基础上,着重讨论了待测面对背景目标辐射的反射（反射辐射）及待测面的光谱发射率对仪器测温精度的影响,并提出了相应的抑制措施.结果表明,在采取相应的抗干扰措施后,在仪器要求的测温范围400～1360℃内,其测温精度符合设计要求.     

激光双曝光全息干涉技术在测取喷束温度与浓度分布过程中的应用

用激光双曝光全息干涉技术，测取了柴油机喷雾过程中油束内燃油温度与浓度的分布及变化历程，并用缸内瞬时取样技术对全息干涉的测试结果进行了验证。为柴油机喷雾过程中温度与浓度分布的定量测量，为分析柴油机喷雾场的结构提供了一种新的测试手段。