1.利用SDBD和發(fā)射光譜檢測OH濃度的實驗裝置,主要由環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1),電源系統(tǒng)(2),供氣系統(tǒng)(3),紫外光源系統(tǒng)(4),和發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5)組成;放電等離子體由電源系統(tǒng)(2)激勵,在環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)中產生,由供氣系統(tǒng)(3)提供放電的氣體氛圍并保持一定的氣體組分和流速,由紫外光源系統(tǒng)(4)提供光源,發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5)進行在線光學診斷;其特征在于環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)由線型高壓電極(101),管式地電極(102),石英介質管(103),和具支管(104)組成;線型高壓電極(101)為金屬圓柱體,長度小于石英介質管(103);石英介質管(103)一端敞開,另一端為封閉且?guī)в幸粋€支出的具支管(104);石英介質管(103)外側表面開有一軸向半圓形凹槽,其直徑與管式高壓電極(101)的直徑一致,管式高壓電極(101)固定于凹槽中;管式地電極(102)長度與線型高壓電極(101)一致,外徑與石英介質管(103)內徑一致,與管式高壓電極(101)相對固定在石英介質管(103)的內部;管式地電極(102)與管式高壓電極(101)相對的側面有一個深入內腔的軸向缺口,缺口兩端間距與線型高壓電極(101)的直徑一致;環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)的線型高壓電極(101)與電源系統(tǒng)(2)相連,管式地電極(102)接地,供氣系統(tǒng)(3)通過石英介質管(103)的具支管提供氣體氛圍;放電在管式地電極(102)的軸向缺口之間,沿石英介質管(103)的內表面發(fā)生。
2.根據權利要求1所述的利用SDBD和發(fā)射光譜檢測OH濃度的實驗裝置,其特征在于,供氣系統(tǒng)(3)由氣瓶(301)、質量流量計(302)、水浴鍋(303)、集水瓶(304)組成;反應氣的流量和組分由質量流量計(302)控制,反應氣由氣瓶(301)提供,反應氣經過質量流量計(302)進入水浴鍋(303)中的集水瓶(304)的溶液中,再由管路收集集水瓶(304)中的水蒸氣經過具支管(104)通入放電等離子體區(qū)域;水浴鍋(303)一般設置為70-85℃。
3.根據權利要求1所述的利用SDBD和發(fā)射光譜檢測OH濃度的實驗裝置,其特征在于,紫外光源系統(tǒng)(4)由紫外燈(401)和兩個光學透鏡(402)、(403)組成;光學透鏡(402)、(403)平行放置,紫外燈(401)正對兩個光學透鏡中心,紫外光由光學透鏡(402)匯聚至光學透鏡(403)的焦點處,再由光學透鏡(403)折射為平行紫外光;保持紫外光與環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)的軸向平行,并由管式地電極(102)的軸向缺口中間位置穿過整個放電區(qū)域。
4.根據權利要求1所述的利用SDBD和發(fā)射光譜檢測OH濃度的實驗裝置,其特征在于,發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5)由石英透鏡(501),線型光纖探頭(502),光纖(503),高分辨率光柵單色儀(504),電荷耦合器件(505),和計算機(506)組成;石英透鏡(501)與光學透鏡(402)、(403)平行放置,保持光學中心共線,并置于環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)兩側,放電等離子體發(fā)出的光信號通過石英透鏡(501)匯聚,由線型光纖探頭(502)采集后經過光纖(503)導入高分辨率光柵單色儀(504)分光,分光形成光信號經過電荷耦合器件(505)轉化為電信號,最終以光譜形式呈現在計算機(506)上。
5.根據權利要求1所述的利用SDBD和發(fā)射光譜檢測OH濃度的實驗裝置,其實驗方法為:
步驟一,組裝環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1),將線型高壓電極(101)連接至電源系統(tǒng)(2),管式地電極(102)牢固接地,并將環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)接入供氣系統(tǒng)(3);
步驟二,啟動供氣系統(tǒng)(3),調節(jié)放電等離子體的氣體組分為80%氮氣和20%氧氣,打開水浴鍋,設定水浴溫度80℃;
步驟三,等待步驟2產生充足且穩(wěn)定的水蒸氣后,啟動紫外光源系統(tǒng)(4)和發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5),調節(jié)光路,使得紫外光通過放電等離子體區(qū)域后進入發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5),選擇2400l/m光柵,設置光譜范圍為305-310nm,測量未產生放電等離子體時的發(fā)射光譜Su;
步驟四,啟動電源系統(tǒng)(2),待環(huán)形線式SDBD發(fā)生器(1)內產生穩(wěn)定的等離子體后,保持步驟3中紫外光源系統(tǒng)(4)和發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5)不變,測量含有等離子體的發(fā)射光譜Su+p;
步驟五,依次關閉電源系統(tǒng)(2)、紫外光源系統(tǒng)(4)、發(fā)射光譜診斷系統(tǒng)(5)、供氣系統(tǒng)(3),利用Su和Su+p計算SDBD等離子體中OH自由基的絕對濃度w=∫Su+p-∫Su。