方波占空比对大气压辉光放电斑图的影响研究

摘要

利用方波电压激励针一水电极装置，在针水间隙产生了大气压辉光放电．随着方波电压占空比的减小，在水面上观察到了亮盘、亮盘与外环、同心三环、三环与中心点四种斑图．通过研究电压、电流波形发现，放电只产生在负极性电压下，放电电流由脉冲区和恒定区两部分组成，有很好的周期性．并且随着占空比的减小，放电的起始电压增大，峰值电流也增大．采集了水面斑图的发射光谱，发现主要有氮分子的第二正带系N2（C．B）和第一正带系N2（B-A）、氮分子离子的第一负带系N2^＋（A-X）和OH的谱线带系（309nm）．利用Lifbase软件拟合OH的光谱获得了气体温度，发现随着占空比的增大，气体温度升高．通过同步触发放电电流和ICCD，研究了不同斑图的时空演化．结果表明，水面斑图在电流脉冲区逐渐形成，而在电流恒定区不发生明显变化．考虑到空间负电荷，利用放电基本理论对以上现象进行了分析和解释．