Спектральный анализ ионизированных атмосфер

Для измерения потенциала ионизированных атмосфер можно применить эмиссионно-спектральный анализ (СА), сущность которого состоит в измерении интенсивности электромагнитного излучения тлеющего разряда. Использование способа для ионной ХТО предложено в МГТУ им. Н.Э. Баумана и запатентовано в России.

Возможность использования СА для измерения потенциала ионизированной атмосферы основана на том, что спектр эмиссии (испускания) тлеющего разряда имеет характерный вид.

I – интенсивность электромагнитного излучения;

λ – длина волны.

В спектре присутствуют линии и полосы испускания (например, λ ₁, λ ₂). Они соответствуют определенным химически активным частицам ионизированной атмосферы.

Интенсивность излучения спектральной линии λ _i зависит:

- от концентрации С _i i -ого компонента ионизированной атмосферы;

- от условий возбуждения излучающих частиц, т.е. основных технологических параметров ионной ХТО – температуры Т, давления p, напряжения U и плотности тока j тлеющего разряда.

Введем функцию возбуждения или вероятность излучения фотона длиной волны λ _i:

= f _i(T, p, U, j).

Тогда для интенсивности излучения можно записать: I _i = C _i ·.

Относительная интенсивность излучения двух спектральных компонентов λ ₁ и λ ₂ будет составлять:

= = .

Для измерения потенциала ионизированной атмосферы с использованием СА необходимо выполнение ряда условий:

- первый спектральный компонент (λ ₁) относится к частицам насыщающего элемента;

- второй спектральный компонент (λ ₂) относится к частицам газа-разбавителя;

- функции возбуждения компонентов подобны, т.е. частицы одинаково реагируют на изменение условий возбуждения.

При выполнении этих условий для относительной интенсивности получим:

=.

Поскольку концентрация частиц газа-разбавителя практически постоянна С ₂»const, то = k · С ₁, и относительную интенсивность можно использовать как меру потенциала ионизированной атмосферы.

Дата добавления: 2014-01-14