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压强与气体辉光放电关系演示仪的设计一、引言气体辉光放电是一种非常重要的物理现象，广泛应用于荧光灯、气体放电管等电器设备中。
在气体中加入一定的压强，可以改变辉光放电的特性，例如增加放电电流、改变放电颜色等。
因此，研究气体的压强与辉光放电之间的关系对于理解和应用辉光放电具有重要意义。
本文将设计一款压强与气体辉光放电关系演示仪，通过调节气体的压强来观察辉光放电的特性变化，从而直观地展示压强对辉光放电的影响。
二、设计思路1.实验原理气体辉光放电是指在气体中产生的一种放电现象，通过加高电压使气体产生电场，并在电场强到一定程度时发生击穿，形成辉光放电。
气体的压强会影响电场的强度，从而影响击穿电压和放电电流的大小。
一般来说，压强越大，放电电流越大，放电颜色也可能发生变化。
2.设计方案设计一款压强与气体辉光放电关系演示仪，主要由以下部分组成：-气体供应系统：提供不同压强的气体供给。
-放电系统：通过高压电源形成电场，产生辉光放电。
-观察系统：观察放电的特性，如颜色、亮度等。
-控制系统：控制气体压强、电压大小等参数。
具体设计方案将在下文中详细描述。
三、设备构成1.气体供应系统气体供应系统主要由气体罐、气阀和气体管道组成。
通过打开气阀，可以调节气体罐中气体的流量和压强。
在实验中可以使用氦气、氖气等易于产生辉光放电的气体。
2.放电系统放电系统主要包括高压电源、电极和放电室。
高压电源通过电极施加高压电场，产生辉光放电。
电极可采用导电材料制成，放电室通常由透明材料制成以便观察。
3.观察系统观察系统主要包括光学镜头、CCD摄像头和显示屏。
通过CCD摄像头捕捉放电的图像，并显示在显示屏上，观察和记录放电的特性。
4.控制系统控制系统包括压力控制装置、电压调节装置和数据采集系统。
通过压力控制装置可以调节气体压强，通过电压调节装置可以控制高压电源的输出电压。
数据采集系统可以实时采集和记录放电的参数，如电流、电压、压强等。
四、实验步骤1.将气体罐与气体供应系统连接好，打开气阀调节气体流量和压强。
2.4大气压下辉光放电（APGDs）上文提到，辉光放电可以放生在很长的气压范围内。
典型的气压范围约为100Pa，在更高的气压（甚至大气压）下，辉光放电也会发生，但是比较容易导致气体或者电极过热或产生电弧。
根据经典论的相似性，如果保持乘积pd为常数，当d减小时就可以增大气压p。
因此，小型化的放电设备就能在大气压下（甚至更高气压）产生辉光放电。
在Schoenbach 等、Stark以及Schoenbach的著作中，提出了大气压下空心阴极微小放电现象。
空心阴极大的直径大约100-200μm。
在Czerfalvi等和Mezei等的著作中，用电解质做阴极实现了在大气中大气压下小的放电。
在Eijkel等的著作中，提出了大气压下在一个微芯片中氦的直流辉光放电从而实现了具有分子发射探测器的气相色谱法（例如对甲烷、氦气等）。
典型的维度是长度是1-2mm，宽度和高度为几百μm，使得这成为典型的等离子体存在的体积50-180nl。
另外，Blades等以及Sturgeon和其同事的分析应用著作中，大气压下电容耦合射频放电已经有了很多的应用，近期罗马尼亚的一个科研小组也对此发表了文章。
除了能减小放电的空间尺度外，在技术应用中的大气压下稳定放电（APGDs）在其他能满足的条件下也可以进行，比如电极、介质气体和所加电压的频率。
典型的APGDs是在至少一个电极上加上介质，然后在交流电压下进行。
例如，氦能够引起稳定的均匀辉光放电，而氧和氩气容易引起到从辉光放电到丝状放电的过渡。
然而，通过改变电极的结构也能使它们完成均匀辉光放电。
图5图5所示为典型的应用到等离子体聚合的APGD的示意图。
辉光放电产生于两平行板电极间，极板表面覆盖了电介质（例如氧化铝）。
放电中包含等离子体中特殊单体聚合体和作为介质气体的氦气的气体流。
所加电压是20kV，频率是1-30kHz。
极板间距典型值是几个毫米。
APGDs的最大优点是非真空，这就大大降低了成本和辉光放电的操作复杂程度。
大气压辉光放电的数值模拟方法研究的开题报告一、研究背景和意义大气压下放电现象是自然界中广泛存在的一种物理现象，也是许多工业应用中重要的电气问题，如等离子体技术、气体放电技术、空气净化技术等。
在放电过程中，气体的物理特性会发生明显的改变，如电学性质、化学性质以及热力学性质。
因此，对于大气压放电现象的深入研究不仅有助于加深对自然现象的理解，还可以为电力工程、气体分离和净化等领域提供重要的理论和技术支撑。
二、研究内容和方法本文拟采用数值模拟方法，研究大气压下的放电现象。
具体研究内容和方法如下：1.建立大气压下放电的数学模型。
通过分析大气压下放电的物理过程和接触电学原理，结合导电介质的宏观物理特性，建立大气压下放电的数学模型。
该模型将考虑材料特性、注入电流状态等因素，并用于计算电场、电子、离子和中性分子的物理参数，以便得到精确的结果。
2.选用合适的数值方法对模型进行数值求解。
本文将采用有限元方法对数学模型进行数值求解。
通过离散化数学模型，求解出相应的电场、电流、电子和离子的分布情况。
3.开发自适应网格技术和并行计算技术。
采用自适应网格技术和并行计算技术，可以更准确地模拟高强度放电的过程，并提高计算效率。
4.验证模型的精度和可靠性。
使用实验数据进行模拟验证，检验模型的可靠性和精度。
通过与实验数据对比，确定模型中存在的问题并对模型进行修正。
三、预期成果和意义本研究将建立大气压下放电的数学模型，并采用数值模拟方法进行求解。
通过对模型进行验证，可以验证模型的精度和可靠性，为理解大气压下放电现象提供更为准确的理论基础。
此外，本研究所开发的自适应网格技术和并行计算技术，将有助于提高数值求解的效率和准确度，同时具有实际应用价值。
四、研究进展和计划目前已经完成了大气压下放电的数学模型的建立和相关物理过程的探讨，初步确定了数值求解方法。
接下来计划进行有限元数值实验，并通过实验数据验证模型的有效性。
未来还将研究自适应网格技术和并行计算技术，以提高计算效率。
2016年12月电工技术学报Vol.31 No. 24 第31卷第24期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Dec. 2016辉光放电等离子体对气压变化的响应特性李帆1,2焦俊凯3罗海云3王偲臣2林峰2（1. 中国科学院大学物理学院北京 1000492. 中国科学院工程热物理研究所先进能源动力重点实验室北京 1001903. 清华大学电机系气体放电与等离子体实验室北京 100084）摘要当代气体动力学研究经常需要测量超高频流动现象，而目前使用的测量技术手段频响存在瓶颈。
基于辉光放电等离子体原理测量气压的方法，频响由驱动电源载波频率决定，有望突破此瓶颈，进而捕捉更细致精确的非定常流动信息。
在进行高频、超高频交流驱动实验之前，首先需要研究稳态气压对辉光放电等离子体的影响，即在直流驱动不同电极间隙条件下辉光放电具有的不同放电模式，以及该放电模式下辉光放电的维持电压对较宽范围不同稳态气压（0.5～1.0atm）的响应规律。
实验结果表明：间隙50μm电流控制在3～4.5mA范围，探针工作在反常辉光放电模式，电压随着气压增大而单调变小；间隙250μm电流控制在2～3.5mA范围，探针工作在亚正常辉光放电模式，电压随着气压增大而单调增大；间隙190μm时探针电压几乎不随气压变化。
关键词：辉光放电等离子体稳态气压放电模式响应规律中图分类号：TO531；TM213Response Regularity Between Glow Discharge Plasma andStatic Pressure ChangeLi Fan1,2 Jiao Junkai3 Luo Haiyun3 Wang Sichen2 Lin Feng2（1. School of Physics University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China2. Key Laboratory of Advanced Energy and Power Institute of Engineering ThermophysicsChinese Academy of Sciences Beijing 100190 China3. Gas Discharge and Plasma Laboratory Department of Electrical EngineeringTsinghua University Beijing 100084 China）Abstract The frequency response of traditional measurement instruments cannot break through MHz level. In order to investigate more complicate unsteady flow, the new theory needs to be developed, where the field of glow discharge (GD) has the potential to obtain ultra-high frequency response. Before the high-frequency AC drive experiment, the coupling relationship of GD plasma and air pressure was analyzed. Thus, a direct voltage was applied to the electrodes in the experiment, to explore the response regularity between discharge voltage and a wide range of static pressure (0.5～1.0 atmosphere pressure). The results demonstrate that for a spacing of 50μm with the current increasing from 3mA to 4.5mA, the calibrated curves between discharge voltage and pressure decrease monotonically, working in the “abnormal” GD regime. On the contrary, the calibrated curves for a spacing of 250μm with the current increasing from 2mA to 3.5mA, increase monotonically, working in the “sub-normal” GD regime.Keywords：Glow discharge, plasma, static pressure, discharge model, response regularity国家自然科学基金资助项目（51176188、51406201）。
低温等离子体什么是低温等离子体低温等离子体的产生方法低温等离子体的应用领域什么是低温等离子体？冰升温至0℃会变成水，如继续使温度升至100℃，那么水就会沸腾成为水蒸气。
随着温度的上升，物质的存在状态一般会呈现出固态→液态→气态三种物态的转化过程，我们把这三种基本形态称为物质的三态。
那么对于气态物质，温度升至几千度时，将会有什么新变化呢? 由于物质分子热运动加剧，相互间的碰撞就会使气体分子产生电离，这样物质就变成由自由运动并相互作用的正离子和电子组成的混合物（蜡烛的火焰就处于这种状态）。
我们把物质的这种存在状态称为物质的第四态，即等离子体(plasma)。
因为电离过程中正离子和电子总是成对出现，所以等离子体中正离子和电子的总数大致相等，总体来看为准电中性。
反过来，我们可以把等离子体定义为：正离子和电子的密度大致相等的电离气体。
从刚才提到的微弱的蜡烛火焰，我们可以看到等离子体的存在，而夜空中的满天星斗又都是高温的完全电离等离子体。
据印度天体物理学家沙哈(M·Saha，1893-1956)的计算，宇宙中的99.9%的物质处于等离子体状态。
而我们居住的地球倒是例外的温度较低的星球。
此外，对于自然界中的等离子体，我们还可以列举太阳、电离层、极光、雷电等。
在人工生成等离子体的方法中，气体放电法比加热的办法更加简便高效，诸如荧光灯、霓虹灯、电弧焊、电晕放电等等。
在自然和人工生成的各种主要类型的等离子体的密度和温度的数值，其密度为106（单位：个／m3）的稀薄星际等离子体到密度为1025的电弧放电等离子体，跨越近20个数量级。
其温度分布范围则从100K的低温到超高温核聚变等离子体的108-109K （1-10亿度）。
温度轴的单位eV(electron volt)是等离子体领域中常用的温度单位，1eV=11600K。
通常，等离子体中存在电子、正离子和中性粒子(包括不带电荷的粒子如原子或分子以及原子团)等三种粒子。
不同气压下氩气介质阻挡放电γ过程仿真李平;徐俊生;陈兆权【摘要】为了研究在氩气不同气压下对介质阻挡放电(DBD)的电气参数和放电特性的影响,利用有限元分析建立大气压下氩气中的二维轴对称板-板电极放电等离子体模型,并对放电过程进行求解,通过仿真得到放电过程中的电势、电子温度、电子密度及氩离子数密度随着空间位置变化的波形.仿真结果表明,介质阻挡放电的特性变化与放电环境气压变化有关,随着气压的增加,气压在一定范围内,电势、电子温度、电子密度都下降,且电势空间分布的变化与电子密度相关.【期刊名称】《安徽理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】5页(P21-25)【关键词】介质阻挡放电;放电特性;有限元分析;等离子体模型【作者】李平;徐俊生;陈兆权【作者单位】安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南 232001;西安交通大学电气工程学院,陕西西安 710049;安徽理工大学电气与信息工程学院,安徽淮南232001;安徽工业大学电气与信息工程学院,安徽马鞍山 243002【正文语种】中文【中图分类】TM85介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)是一种非平衡态气体放电[1-2]，在常温常压下，是产生大面积、高能量密度的低温非平衡等离子体有效方法之一[3]。
DBD放电产生的等离子体活跃且具有丰富的物理化学性能、并富含大量的高活性粒子[4-5]，可在辅助燃烧、材料改性、废气处理和生物医学等领域[6-8]得到大规模应用。
近年来，DBD放电等离子体相关研究，是高电压新技术方面的研究热点之一[9]。
目前，实验仍是研究气体放电过程的重要方法，但受外部条件的制约，实验难以测量放电内部的局部电场、电子能量分布等放电参数[10-12]；而采用仿真模型放电研究方法，可以有效地克服这些局限性[13]。
国内外研究人员对不同的电极结构形式如板-板、针-板、线-筒和线-板等，建立仿真放电模型[14-16]，研究放电电压、介质以及频率等不同条件下，对能量传递、电子密度，温度等放电特性的影响，取得了可喜进展[17]。
不同气体辉光放电波长摘要：一、引言二、气体辉光放电的概述1.定义2.分类三、不同气体辉光放电的波长1.氦气2.氖气3.氩气4.氪气5.氙气四、影响气体辉光放电波长的因素1.气体种类2.气体压力3.电流强度4.电极材料五、气体辉光放电的应用1.磁控溅射2.辉光放电光源3.气体放电管正文：一、引言气体辉光放电是一种常见的等离子体现象，其在低压气体中产生辉光放电。
气体辉光放电可以分为亚正常辉光和反常辉光两个过渡，其波长与气体种类、气体压力、电流强度和电极材料等因素密切相关。
本文将对不同气体辉光放电的波长进行详细探讨。
二、气体辉光放电的概述1.定义气体辉光放电是指低压气体中显示辉光的气体放电现象，即是稀薄气体中的自持放电（自激导电）现象。
由法拉第第一个发现。
2.分类气体辉光放电可分为亚正常辉光和反常辉光两个过渡。
其中，亚正常辉光放电主要包括阿斯顿暗区、阴极射线、溅射区域等；反常辉光放电则表现为辉光放电区，包括辉光放电、反常辉光等。
三、不同气体辉光放电的波长1.氦气氦气辉光放电的波长主要集中在可见光范围内，呈现出橘红色。
2.氖气氖气辉光放电的波长主要集中在红光范围内，呈现出红色。
3.氩气氩气辉光放电的波长主要集中在蓝紫光范围内，呈现出蓝紫色。
氪气辉光放电的波长主要集中在黄绿光范围内，呈现出黄绿色。
5.氙气氙气辉光放电的波长与阳光颜色相同，呈现出白光。
四、影响气体辉光放电波长的因素1.气体种类不同气体在辉光放电时产生的波长不同，如氦气主要产生橘红色光，而氙气则产生白光。
2.气体压力气体压力对辉光放电波长有一定影响。
一般来说，气体压力越高，辉光放电的波长越长。
3.电流强度电流强度也会影响辉光放电的波长。
通常情况下，电流强度越大，辉光放电的波长越长。
4.电极材料电极材料的不同会导致辉光放电波长的差异。
例如，金属电极可能会产生特定波长的辉光放电。
五、气体辉光放电的应用1.磁控溅射磁控溅射是气体辉光放电的一种应用，通过改变气体种类、压力和电流强度等参数，可以实现不同材料的溅射。
大气压反常辉光放电特性李祥;陶旭梅;唐昌建;印永祥【期刊名称】《高电压技术》【年(卷),期】2008(34)10【摘要】为研究大气压反常辉光放电的特性,用50 Hz交流电驱动1：500的高压变压器产生稳定的大气反常辉光放电,并利用示波器对其作了测量。
维持稳态放电的典型参数为电压400～850 V,电流60～110 mA,其伏安特性曲线表明放电处于反常辉光区。
当放电的原始驱动电动势取为余弦波形时,放电端电压呈方波形,放电电流呈正弦波形。
对放电过程的电路分析表明,高压变压器次级线圈固有的高感抗产生的负反馈避免了放电进入弧光区,由于电路的感抗特性,余弦电动势驱动了正弦形放电电流。
而等离子体电阻对放电电流的非线性响应使得放电端电压呈近似方波形。
估算得到放电通道中电子平均温度和电子密度分别为2.73 eV和3.45μm^-3。
用热电偶测得等离子气体温度为700～900 K。
该种等离子体相对于其它冷等离子体具有较高的等离子体气体温度和能量密度,更适宜于一些化学气相反应。
【总页数】5页(P2135-2139)【关键词】等离子体;大气压;反常辉光放电;电感式镇流;电子温度;电子密度【作者】李祥;陶旭梅;唐昌建;印永祥【作者单位】西南科技大学理学院;四川大学化学工程学院;四川大学物理科学与技术学院【正文语种】中文【中图分类】TM213【相关文献】1.大气压反常辉光放电条件下甲烷裂解制C2烃和纯热裂解的比较 [J], 代伟;陈琦;尚书勇;印永祥;戴晓雁2.大气压介质阻挡辉光放电脉冲的阴极位降区特性及其影响因素的数值仿真 [J], 姚聪伟;马恒驰;常正实;李平;穆海宝;张冠军3.四川大学研究大气压反常辉光放电条件下甲烷裂解制C2烃 [J], 孙可华4.大气压辉光放电向弧光放电的转化特性研究 [J], 潘利江; 刘文正; 张德金; 张蓉蓉; 孙光亮5.水下运行直流激励大气压辉光放电的光谱特性研究 [J], 武珈存;吴凯玥;贾博宇;贾鹏英;李雪辰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
