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本论文对半导体桥(SCB)点火技术中等离子体的电子密度,进行了深入系统的研究,采用三个不同的测试方法,分别测量了SCB等离子体的电子密度,并讨论了测试环境对测定结果的影响。具体研究如下:
(1)利用Acton Spectrapro.2750型双光栅光谱仪,在局部热力学平衡条件下,用Al I 394.40nm谱线Stark展宽法,测量了SCB等离子体的电子密度,电子密度的变化范围为4.32×10<16>cm<-3>-0.89×10<16>cm<-3>,并得到了电子密度随时间的变化规律;
(2)利用Saha方程法理论,根据在SCB等离子体发射光谱研究中发现的谱线Si I 390.55nm和Si Ⅱ 413.09nm,设计并完成了Saha方程法测量系统。系统的时间分辨率达到0.1μs,解决了国内现有的多通道光学分析仪(OMA)测量SCB等离子体的电子密度时,时间分辨率不够的问题;
(3)利用Saha方程法测量系统,在不同的能量输入下,对两种不同的SCB(陶瓷塞和塑料塞)产生的等离子体的电子密度,进行了测试和讨论。该系统测量的电子密度与A1 I 394.40nm谱线Stark展宽法的结果在同一数量级上,均为10<15>cm-10<16>cm<-3>,并且变化规律相同,实现了两种测量方法的相互验证;
(4)在不同能量输入下,利用压力传感器(CY-YD-205)测量了陶瓷塞SCB在一定体积密闭容器内产生的压力;推导了适合SCB等离子体的压力方程,并建立了压力和电子密度的关系,得到最大电子密度的数量级为10<18>cm<-3>,比Al I 394.40nm谱线Stark展宽法和Saha方程法测量结果大二到三个数量级。