冯建宇 作品数:12 被引量:17 H指数:3 供职机构: 河北大学物理科学与技术学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 河北省教育厅项目 国家教育部博士点基金 更多>> 相关领域: 理学 机械工程 金属学及工艺 更多>>
介质阻挡放电三层放电气隙放电丝的光谱特性研究 被引量:3 2017年 在空气与氩气组成的混合气体的介质阻挡放电实验中,采用发射光谱法,首次研究了放电气隙分别为:1,4和2mm三层放电气隙中的放电丝的光谱特性。这与以往的单层放电气隙或者是双层放电气隙中的放电丝在光谱特性方面有很大的不同。实验通过采集氮分子第二正带系(C^3Π_u→B^3Π_g)谱线,计算出不同放电气隙中的放电丝的分子振动温度。利用氮分子离子391.4nm谱线强度与氮分子394.1nm谱线的强度之比得到不同放电气隙中放电丝的电子平均能量。增加氩气在混合气体中的比例,得到分子振动温度及电子平均能量随着氩气含量增加的变化趋势。实验结果表明:在同一氩气含量下,分子振动温度从小到大的顺序为:2mm放电气隙,1mm放电气隙,4mm放电气隙。电子平均能量从小到大的顺序为:4mm放电气隙,2mm放电气隙,1mm放电气隙。三层放电气隙中放电丝的分子振动温度及电子平均能量均随着氩气含量的增加而减小。 冯建宇 董丽芳 魏领燕 刘莹 牛雪姣关键词:介质阻挡放电 分子振动温度 介质阻挡放电中新型超四边形斑图的研究 被引量:2 2017年 在高氩气含量的混合气体放电中,首次观察到大小点不完全插空的新型超四边形斑图.采用高速相机(ICCD)和光电倍增管(PMT),对此斑图的时空动力学进行了研究.结果表明,斑图由三套不同的子结构相互嵌套构成,每半个电压周期内子结构的放电顺序为:小点-大点晕-大点中心点.并且在每半个电压周期的下降沿,中心点的放电对应着两个明显的电流脉冲,放电时刻具有选择性.经分析可知:由于中心点在下降沿放电的时刻具有选择性,中和掉大点晕的壁电荷量不同,导致不同的中心点周围电场强度不均,因此每个小点不在4个大点结构的中心"插空放电". 杜天 董丽芳 郝芳 冯建宇 刘莹关键词:介质阻挡放电 时空动力学 壁电荷 介质阻挡放电旋转同心圆环斑图的研究 被引量:6 2015年 介质阻挡放电(DBD)实验中观察到了旋转同心圆环斑图。为研究斑图中点的运动状态与DBD参数之间的关系,采用高速录像机短曝光拍照、发射光谱分析及理论模拟等方法研究了DBD放电的旋转同心圆环斑图。斑图由中心点、内圈圆环点和外圈圆环点组成;内外圈圆环上的点均旋转,但具有不同的速度;随着压强的升高,各点旋转速度增大。高速录像机以1个周期为曝光时间拍摄的照片显示,发现每个点均由明亮的体放电和丝状的沿面放电组成。发射光谱分析显示:随着气体压强从30 k Pa增大到50 k Pa时,旋转同心圆环中心点、内圈圆环点和外圈圆环点处的分子振动温度、电子平均能量均降低,而电子密度均增高。通过对旋转同心圆环斑图中体放电电流积分,结合着光谱测量的电子密度,模拟了旋转同心圆环斑图中体放电产生的壁电荷的电势,结果表明沿面放电对放电丝的旋转速度有重要影响。 董丽芳 杨京 朱平 冯建宇关键词:介质阻挡放电 分子振动温度 电子密度 沿面放电 自组织等离子体光子晶体的光谱研究 被引量:4 2016年 利用双水电极介质阻挡放电装置,在空气和氩气组成的混合气体气体放电中,观察到了一种由放电丝自组织而形成的等离子体光子晶体。该晶体的结构由多个四边形的晶胞构成。每个晶胞由中心点、交叉点及连线组成,分别对应细等离子体柱、粗等离子体柱和片状等离子体。利用发射光谱法,研究了处于不同位置的等离子体状态,以及等离子体参量随着氩气含量的变化趋势。通过采集氮分子(N2)第二正带系(C3Πu→B3Πg)发射谱线,分别计算出了不同位置的等离子体的分子振动温度。通过氩原子696.57 nm(2P2→1S5)谱线的展宽,研究了不同位置的电子密度。实验结果表明:不同位置的等离子体具有不同的分子振动温度和电子密度。即他们所处的等离子体状态是不同的。在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱和片状等离子体的分子振动温度依次增高,且均随着氩气含量的增加而下降。在相同的氩气含量下,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体的电子密度依次减小,且随着氩气含量的增加而下降。因为等离子体电子密度不同,对光的折射率是不同的,因此在该晶体结构中,粗等离子体柱、细等离子体柱,片状等离子体具有的折射率是不同的,他们与周围未放电的区域自组织形成了结构比较复杂的等离子体光子晶体。 冯建宇 董丽芳 魏领燕关键词:等离子体光子晶体 介质阻挡放电 发射光谱 不同结构六边形斑图演化过程光谱特性 被引量:1 2016年 采用发射光谱法,研究了水电极介质阻挡放电中具有相同对称性的3种不同结构的六边形斑图演化过程的光谱特性。实验结果表明,随着外加电压的增加,放电首先形成六边形点阵斑图,然后是空心六边形斑图,最后是蜂窝六边形斑图。利用氩原子696.5 nm(2P_2→1S_5)谱线的展宽、氩原子763.2 nm(2P_6→1S_5)与772.1 nm(2P_2→1S_3)两条谱线强度比法和氮分子第二正带系(C^3Π_u→B^3Π_g)的发射谱线,研究上述3种斑图的电子密度、电子激发温度及分子振动温度。结果发现,随着外加电压的升高,六边形点阵斑图、空心六边形斑图和蜂窝六边形斑图的电子密度逐渐减小,而电子激发温度和分子振动温度逐渐增加。等离子体状态的改变直接影响着斑图的自组织。 冯建宇 董丽芳 魏领燕 郝芳 杜天 崔义乾关键词:斑图 电子密度 电子激发温度 分子振动温度 介质阻挡放电旋转同心圆环研究 采用高速录像机短曝光拍照、发射光谱及理论模拟,首次研究了介质阻挡放电装置中旋转同心圆环斑图。该斑图由中心点、内圈圆环点和外圈圆环点组成。实验发现:内外圈圆环上的点(放电丝)均旋转,且具有不同的速度,并且随着压强的升高,旋... 杨京 董丽芳 朱平 冯建宇关键词:介质阻挡放电 分子振动温度 电子密度 沿面放电 文献传递 亮暗点蜂窝斑图中等离子参量的光谱测量 被引量:1 2016年 在纯空气或者空气-氩气混合气体介质阻挡放电装置中,观察到由中心点、顶点和连线组成的亮暗点蜂窝斑图.3套结构呈现出了不同的亮暗状态,表明它们的等离子状态和参数可能不同.本工作利用发射光谱法,研究了其分子振动温度和转动温度随氩气体积分数的变化情况.结果表明:在同一条件下,分子振动温度由低到高依次为中心点、顶点、连线,而转动温度则几乎相同.随着氩气体积分数的增加,3套结构的分子振动温度都呈下降趋势,转动温度则变化不大. 王谦 张浩 董丽芳 冯建宇 魏领燕关键词:介质阻挡放电 分子振动温度 介质阻挡放电小点连线超四边形发光斑图的时空结构 被引量:2 2016年 为了研究小点连线超四边形发光斑图的时空结构,进行了纯空气的介质阻挡放电实验,首次观察到了小点连线超四边形发光斑图。采用光电倍增管,对斑图不同位置放电丝的光信号进行采集,经分析可知:小点连线超四边形发光斑图是由3套不同的子结构相互嵌套组成。在每半个电压周期内放电顺序为:大点–小点–小点连线,并且小点及小点连线放电是随机的,放电均发生在电压的上升沿。通过高速照相机拍摄的瞬时照片可知:大点的放电时刻主要集中在第一个电流脉冲的前部;小点及小点连线在其之后,且连续半个电压周期内放电位置不重合,进一步证明了它们的放电随机,这与光信号的结果相符。对大点放电以后的电流脉冲进行积分,结果表明连续正、负半周期的电荷量大小相等、极性相反,对下一周期放电无影响。经分析可知介质板表面积累的壁电荷分布对小点连线超四边形发光斑图的形成及其时空动力学行为具有重要影响。 董丽芳 冯建宇 魏领燕 刘莹 牛雪姣关键词:介质阻挡放电 子结构 壁电荷 介质阻挡放电中暗环白眼超四边形斑图的研究 被引量:1 2017年 本实验首次在双水电极介质阻挡放电装置中获得暗环白眼超四边形斑图.该斑图的每个四边形晶胞内都包含一个由黑色圆环围绕的中心亮点.这种黑色圆环围绕中心亮点的结构类似于白眼晶胞,称为暗环白眼.利用高速照相机研究暗环白眼超四边形斑图的时空结构.结果发现,暗环白眼超四边形斑图由4套不同的子结构相互嵌套而成,在每半个外加电压周期内,子结构的放电顺序依次为:中心亮点-亮点晕-顶点四边形-顶点连线.其中,暗环白眼是由中心亮点和周围的环形不放电区域组成的.利用壁电荷理论解释了暗环白眼超四边形斑图的形成机制和暗环的形成原因. 郝芳 董丽芳 杜天 崔义乾 冯建宇 范伟丽关键词:介质阻挡放电 壁电荷 时空动力学 六边形晕斑图等离子体参数的光谱测量 2016年 在空气与氩气按比例混合组成的气体放电中,研究了由中心点和六边形晕组成的六边形晕斑图。从照片中观察六边形晕斑图结构,发现中心点和六边形晕的亮度有明显的差异,说明中心点和六边形晕可能处的等离子体状态不同。利用发射光谱法,详细研究了该六边形晕斑图结构的中心点和六边形晕的等离子体参数随压强的变化关系。实验根据氮分子第二正带系(C^3Π_u→B^3Π_g)谱线计算了中心点和六边形晕的分子振动温度;通过氮分子离子(391.4nm)与氮分子(394.1nm)谱线强度比,反映中心点和六边形晕的电子平均能量;利用氩原子696.5nm(2P_2→1S_5)谱线的展宽,研究了电子密度。实验结果表明:六边形晕斑图主要范围是氩气含量从60%~75%、压强从30~46kPa。在相同的压强条件下,六边形晕比中心点的分子振动温度、电子平均能量均要高。随着压强从30kPa逐渐升高到46kPa,中心点和六边形晕的分子振动温度、电子平均能量是逐渐增大的。在相同的压强条件下,六边形晕比中心点的谱线展宽要大,且随着压强的升高而增加,表明电子密度随着压强的增大而升高。六边形晕和中心点的等离子体的状态不同,说明二者放电机制上的差异。进一步采用高速照相机对斑图的电流脉冲进行分脉冲瞬时拍摄,发现中心点是由先放电的体放电形成,而六边形晕是由放电晚于体放电的沿面放电形成。 冯建宇 董丽芳 魏领燕 付宏艳 刘莹 牛雪姣关键词:分子振动温度 电子密度