Разработка программы обеспечения для обработки и визуализации данных от датчика измерения сфокусированной энергии СВЧ плазматрона

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1: ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1. Современные методы измерения сфокусированной энергии СВЧ плазматронов
1.2 . Сравнительный анализ датчиков и систем для измерения СВЧ энергии
• Основные критерии выбора
• Измерение средней мощности
1.3. Программное обеспечение для обработки и визуализации данных
• Pulse Profiling – приложение для измерения характеристик РЧ и СВЧ импульсов
• Выборка в режиме эквивалентного времени
ГЛАВА 2: ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
2.1. Принципы работы СВЧ плазматронов
2.2. Физические основы измерения сфокусированной энергии
2.3. Методы обработки данных от датчиков
ГЛАВА 3: РАЗРАБОТКА ПРЕДЛАГАЕМОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
3.1. Теоретические основы
3.2. Инструменты разработки
3.3. Требования и дизайн визуализации данных
3.4. Внедрение и тестирование
ГЛАВА 4: ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ДАТЧИКОВ
4.1 . Критерии выбора датчиков для измерения СВЧ энергии
4.2. Описание выбранных датчиков
• Материалы для изготовления спектрометра
• Основные этапы сборки спектрометра
4.3. Обоснование выбора
ГЛАВА 5: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА И РЕЗУЛЬТАТЫ
5.1. Постановка эксперимента
5.2. Сбор и обработка данных
5.3. Спектры различных источников света.
Заключение
Список литературы

Весь текст будет доступен после покупки

Современные технологии обработки материалов требуют все более точных и надежных методов контроля процессов. Одной из таких технологий является использование СВЧ (сверхвысокочастотной) плазмы, которая нашла широкое применение в различных областях промышленности, включая металлургию, машиностроение и электронику. СВЧ плазмотроны используются для нагрева, резки, сварки и других видов обработки материалов. Однако для эффективного использования этих устройств необходимо точное измерение и контроль параметров плазмы, в частности, измерение сфокусированной энергии.
Измерение энергии СВЧ плазмы представляет собой сложную задачу из-за высокой частоты сигналов и специфики их взаимодействия с материалами. Для решения этой задачи используются специальные датчики, которые преобразуют энергию плазмы в электрические сигналы. Однако одних только датчиков недостаточно для полной картины процесса. Требуется специальное программное обеспечение, которое позволит не только собирать данные от датчиков, но и обрабатывать их, а также визуализировать результаты в удобной для анализа форме.

Весь текст будет доступен после покупки

ГЛАВА 1: ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1. Современные методы измерения сфокусированной энергии свч плазматронов
Измерения энергетических характеристик СВЧ плазмотрона являются критически важным аспектом для его эффективного использования и оптимизации. В лаборатории «СВЧ-энергетика» НИЯУ МИФИ были исследованы энергетические характеристики разработанного СВЧ-плазмотрона атмосферного давления при мощности СВЧ-питания 600 Вт с расходом воздуха от 1,0 л/с до 3,0 л/с. В данной главе будут рассмотрены методы измерения энергетических характеристик СВЧ плазматронов, включая измерения температурного поля и излучательной способности плазменного факела.
Выполнены измерения поля температур воздушной плазменной струи СВЧ-плазмотрона при различных расходах воздуха. Измерялась температура, до которой воздушно-плазменная струя может нагреть малоинерционную хромель-алюмелевую термопару К-типа объемом менее 1 мм 3 , с предельной температурой измерения до 1300 °C и погрешностью до ±1%. Измерения проводились на центральной оси и на периферии плазменного факела от уровня выхода плазмы из плазмотрона и до расстояния 35 мм при различном расходе воздуха. На рис. 1.2 представлены некоторые результаты выполненных измерений.
При минимальном расходе газа 1,3 л/с температура на оси у выхода плазменного факела составила порядка 1100 ?С, а при увеличении расхода до 2,7 л/с, она падала до 200 ?С. С увеличением расстояния от выхода плазмотрона температура воздушной плазменной струи нелинейно падала. Такая же зависимость наблюдается на расстоянии 3,5 мм от оси плазмотрона. В результате исследований установлено, что температурные характеристики плазменного факела уменьшаются при увеличении расхода плазмообразующего газа.
Проведены исследования излучательной способности факела СВЧ-плазмотрона в УФдиапазоне. Оценочные измерения выполнены с помощью УФ-радиометра ТКА-ПКМ-12 на расстоянии 20 см от отверстия выхода плазмообразующего газа. Результатыисследований показывают, что плазменный факел не является непосредственным источником УФ-излучения, так как УФ-излучение фиксируется только при измерении над отверстием вывода плазмы. Источником УФ-излучения является непосредственно СВЧразряд в резонаторе. Измеренные значения УФизлучения над плазменным факелом на расстоянии 20 см в области УФ-А (315-400 нм) и УФ-В (280-315 нм) не превысили верхнего уровня границы безопасности согласно санитарным нормам. В диапазоне УФ-С (200-280 нм) энергетическая освещенность составила 19 мВт/м 2 , что превышает установленную норму 1 мВт/м 2 . При измерениях не наблюдалось существенной зависимости энергетической освещенности от расхода воздуха. Таким образом, высокие температуры и ультрафиолетовое излучение СВЧ-разряда являются действующими бактерицидными факторами.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Компаниец В.З., Овсянников А.А., Левицкий А.А., Полак Л.С. Химические реакции в турбулентных потоках газа и плазмы. М.: Наука, 1978;
2. Полак Л.С. Неравновесная химическая кинетика и ее применение. М.: Наука, 1979;
3. Пархоменко В.Д., Полак Л.С., Сорока П.И. и др. Процессы и аппараты плазмохимической технологии. Киев: “Вища школа”, 1979;
4. Словецкий Д.И. Механизмы химических реакций в неравновесной плазме. М.: Наука, 1980;
5. Иванов Ю.А., Лебедев Ю.А., Полак Л.С. Методы контактной диагностики в неравновесной плазмохимии. М.: Наука, 1981;
6. Високов Г.П. Приложна Плазмохимия. Част 1,2. Държавно издателство "Техника", София, 1984;
7. Субхас Мукхопадхьяй. Интернет вещей: вызовы и возможности. Швейцария: Издательство Springer International Publishing, 2014.
8. Натан Марц, Джеймс Уоррен. Большие данные: принципы и лучшие практики масштабируемых систем обработки данных в реальном времени. Апрель 2015.
9. Роджер С. Прессман. Разработка программного обеспечения: подход практика. Бостон: Высшее образование в Макгроу-Хилле; 2010.
10. Прокопенко А.В., Смирнов К.Д. // Прикладная физика. 2011. № 5. С. 64

Весь текст будет доступен после покупки