基于图像处理技术的射流阵列均匀性光学诊断方法研究文献综述
2020-06-30 21:19:16
文 献 综 述 一.课题研究背景及意义 等离子体是固体、液体、气体三态以外的物质第四态,主要由电子、离子、原子、分子、活性自由基等组成,占宇宙空间可见物质总量的99%,但是在大气压、低温的等离子体在自然界极少存在。
根据热力学平衡状态,等离子体可以分为热力学平衡状态的高温等离子体、局部热力学平衡状态的热等离子体、非热力学平衡状态的低温等离子体。
高温等离子体中的电子温度、离子温度及气体温度完全一致,热等离子体仅在局部范围的电子温度、离子温度和气体温度达到平衡状态,低温等离子体中的电子温度较高达几千开尔文,而离子温度及气体温度则接近室温。
目前,低温等离子体广泛应用于臭氧合成、废气处理、辅助燃烧、表面改性、医用灭菌、生物育种等多个领域,是目前等离子体科学与技术领域研究的热点之一,相比于现代工业中广泛应用的低气压低温等离子体,大气压低温等离子体无需真空腔体,成本低,操作方便,应用对象更加多样化。
近年来,人们利用多种气体放电形式产生大气压低温等离子,其中利用射流阵列产生低温等离子体具有更强的处理灵活性和实用性,目前成为研究热点之一。
而射流阵列的均匀性对于低温等离子体的产生起着关键的作用。
相比于其他判断射流阵列均匀性的方法,图像处理技术的检测精度高、准确性好,另外自动化程度高,而且操作简单可靠、价格低,有更大的实用价值。
1.1低温等离子体 等离子体与固体,气体,液体一样是物质形态的一种。
其包含大量的电子、活性分子、中性原子以及由电子碰撞电离产生的各种离子、活性基团、自由基、激发态原子和分子。
根据自身电子温度、离子温度和气体温度的相对大小,等离子体分为热平衡态等离子体、局部热平衡态等离子体和非平衡态等离子体,其中非平衡状态等离子体(低温等离子体)中电子温度远高于离子温度和气体温度,因此低温等离子体中可以在维持较低物质温度的状态获得较高的化学活性,推动常温下难以进行的化学反应的产生,在生物医学、材料处理、废气废液处理和新能源生产领域有广泛的应用。