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直讀光譜儀電花放電和電弧的分別
發(fā)布時(shí)間:2020-03-27 11:55:37 點(diǎn)擊:4403
電花放電特性和電弧不同,在電弧中是電極物質(zhì)被灼熱蒸發(fā)進(jìn)入弧柱,依靠粒子之間碰撞而激發(fā)。而電花放電則由導(dǎo)電管道和電極物質(zhì)蒸氣噴射火炬兩者構(gòu)成。
火花在電極之間擊穿時(shí),在電極間形成的很細(xì)的導(dǎo)電管道中,氣體被強(qiáng)烈電離。管道形成后,電容通過(guò)管道放電,在短時(shí)間內(nèi)釋放大量能量,最大電流密度可達(dá)到105 ~106A/cm2,使管道具有很高的溫度(10000心以上)。管道形成以后,即以1 ~ 5000m/s的速度劇烈擴(kuò)張,形成沖擊波前溫度迅速下降,我們可以聽(tīng)到電火花放電的噼啪聲。
電花擊穿后,電壓急劇下降,電流密度降低,光源的性質(zhì)實(shí)際轉(zhuǎn)變?yōu)殡娀?。電容器通過(guò)管道在電極表面接觸的區(qū)域中釋放大量能量,使電極物質(zhì)呈現(xiàn)--股發(fā)光蒸氣噴射出來(lái),其噴射速度約10cm/s,通常稱(chēng)火炬。每次放電都在電極兩端表面不同的地方產(chǎn)生新管道,因此,火炬也在表面不同的地方產(chǎn)生。電極上每單位電花直徑約為0. 2mm。在實(shí)際分析時(shí),曝光時(shí)間1 ~ 2min,將發(fā)生幾千次擊穿,因此,作用的面積并不很小,雖然管道溫度很高,火炬噴射使電極物質(zhì)強(qiáng)烈灼熱,但由于每次擊穿面積不大,時(shí)間很短,電極頭灼熱并不顯著,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入放電區(qū)的物質(zhì)也沒(méi)有電弧那樣多。
將一根金屬絲置于磁管內(nèi)略向下凹,擊穿時(shí)管道位于電場(chǎng)的力線(xiàn)方向,而火炬是垂直于電極表面噴射出來(lái)的。這是管道和火花不同的有力證明。
研究表明:電花輻射是導(dǎo)電管道和火炬的總輻射,管道輻射的光譜主要是空氣組成成分的光譜,而火炬輻射的是電極成分元素和空氣組成成分的光譜。我們做光譜分析,利用的是電花激發(fā)電極物質(zhì)發(fā)射的光譜,主要是火炬輻射。電花產(chǎn)生的火炬,具有很高的溫度,中心溫度達(dá)10000C以上,因此輻射的光譜中,出現(xiàn)的譜線(xiàn)和電弧時(shí)不同,有的增強(qiáng)有的減弱,而突出的是光譜中出現(xiàn)更多的激發(fā)電位高的原子線(xiàn)及離子線(xiàn),和電弧一樣,電花等離子體不同區(qū)域溫度也不同,中心溫度比邊緣溫度要高。
但這些電花放電特性和電花線(xiàn)路的參數(shù)是有密切關(guān)系的。無(wú)論是高壓電花或低壓電花都是電容放電過(guò)程。電花線(xiàn)路參數(shù),對(duì)光譜激發(fā)有很大影響。由于光譜的性質(zhì)主要由電花的溫度決定,而溫度又是由電流密度決定。在較高的電流密度下一般離子線(xiàn)增強(qiáng)而原子線(xiàn)減弱,這樣稱(chēng)為“硬性”的電花。
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