介质阻挡放电中三种放电气隙下超点阵斑图的研究

论文摘要

本文均采用水电极放电装置,研究了介质阻挡放电中,三种放电气隙下气体放电斑图。首先,首次设计了一种由四个并列矩形组成的放电边界,并获得线性点斑图到折线超点阵斑图转换的现象;其次,又设计一种新型具有D2h对称性放电气隙,并获得具有D2h对称性的斑图Ⅱ;最后,在普通的四边形放电边界下,首次获得白眼条纹超点阵斑图。利用光电倍增管、高速照相机研究斑图的时空动力学,采用高速录像机对斑图的放电形式进行观察,而不同子结构的等离子体参量则用光谱仪进行测量。以上斑图的形成机理,及实验现象均用壁电荷理论进行解释,本工作加深了对壁电荷的理解,又拓展了斑图的种类。在介质阻挡放电系统中,首次采用四个并列矩形组成的放电边界,在这种新型放电边界下,获得随着电压增加线性点—折线超点阵斑图转换的有趣现象。用光电倍增管和高速照相机对不稳定的线性点斑图以及稳定的折线超点阵斑图的时空结构进行研究。折线超点阵斑图由拐角处的暗点、每两个暗点之间的亮点和锯齿形的线组成,锯齿形的线实质是由运动点和锯齿形的晕组成。对于线性点来说,所有的点均同时放电,且他们带有相同的壁电荷量;而折线超点阵斑图则由四套子结构组成,且亮点的壁电荷量高于暗点,由此导致了锯齿形晕的形成,而导致锯齿形线形成的另一个重要原因是运动点行为的统计规律。首次设计了一种具有D2h对称性的放电气隙,并获得了具有D2h对称性的放电斑图。该放电气隙是由4个条型结构组成,每个条型都是由圆形和矩形交替排列属于D2h点群,在圆形与矩形的放电气隙双重调制下获得斑图的演化是从D4h向D2h的转变,并实现一种可调控的等离子体光子晶体。采用高速照相机和光电倍增管对圆形区域时空结构进行测量,结果表明,斑图Ⅱ圆形区域是由中心点、边框点、晕三套子结构组成,晕的形状呈环状。用高速录像机对环状的晕进行拍摄,可以观察到晕是由随机放电丝组成。采用光谱仪分别对不同子结构的等离子体参量进行测量。最后用壁电荷理论解释分析了斑图形成的机制以及环状晕形成的原因。采用了一种普通的四边形放电边界,首次获得一种白眼条纹超点阵斑图。该装置的放电边界虽不是条状边界,但是却出现了条纹的斑图。该斑图不同子结构的时间相关性利用光电倍增管进行测量,结果表明斑图由小点晕、晕以及中心点组成。用高速录像机对白眼条纹斑图的放电形式进行观察。该斑图不同子结构的等离子体参量采用光谱仪进行测量。最后,用壁电荷理论解释了白眼条纹超点阵斑图的形成机制,而为了研究条纹出现的原因以及放电边界纵横比对条纹取向的影响,进行了对比实验,但是由于实验手段有限,该实验还需要进一步探究。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 介质阻挡放电简介
•   1.2 斑图的介绍
•   1.3 研究斑图时空动力学的方法
•   1.4 本论文主要内容
• 第二章 线性点斑图—折线超点阵斑图
•   2.1 引言
•   2.2 实验装置
•   2.3 线性点斑图—折线超点阵斑图演化
•   2.4 线性点斑图时间相关性的研究
•   2.5 折线超点阵斑图时空结构的研究
•   2.6 折线超点阵斑图的理论解释
•   2.7 本章小结
• 2h对称性放电气隙下的斑图'>第三章 D_2h对称性放电气隙下的斑图
•   3.1 引言
•   3.2 实验装置
• 2h对称性放电气隙下斑图的演化'>  3.3 D_2h对称性放电气隙下斑图的演化
•   3.4 斑图的对称性分析
•   3.5 斑图时空动力学的研究
•   3.6 斑图等离子体参量的研究
•   3.7 斑图形成机制的理论解释
•   3.8 本章小结
• 第四章 白眼条纹超点阵斑图的研究
•   4.1 引言
•   4.2 实验装置
•   4.3 白眼条纹超点阵斑图演化和相图
•   4.4 白眼条纹超点阵斑图的光信号测量
•   4.5 白眼条纹超点阵斑图的光谱测量
•   4.6 白眼条纹超点阵斑图的理论解释
•   4.7 边界条件对斑图的影响
•   4.8 本章小结
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘彬彬

导师: 范伟丽,董丽芳

关键词: 介质阻挡放电,放电气隙,斑图,时空动力学,壁电荷

来源: 河北大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 河北大学

基金: 国家自然科学基金(批准号:11375051),河北省应用基础研究计划重点基础研究项目(项目编号:15961105D),河北省教育厅项目(项目编号:LJRC011,QN2017023)

分类号: O461.2

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