Calculation of the gas temperature in a throughflow atmospheric pressure dielectric barrier discharge torch by spectral line shape analysis
Notice bibliographique
Résumé
An analysis of spectral line profiles is used to calculate the gas temperature and to estimate the upper limit of the electron density in an atmospheric pressure dielectric barrier discharge torch. Two transitions are studied, that of helium (He) at 587.5nm and that of hydrogen (Hβ) at 486.1nm, both observed in the spectra of the light emitted from the gap-space region. Relevant broadening mechanisms including the Doppler and Stark effects, as well as the collision processes between an emitter and a neutral particle, are reviewed. It is deduced that the main contribution to the broadened profiles is due to collisions. Through knowledge of the van der Waals interaction potential, a general expression for determining the gas temperature is derived and applied to each transition. The results obtained from both lines are in agreement; i.e., the gas temperature is found to be 460±60K at the highest voltage applied. This value is consistent with the experimental observation that at these conditions the afterglow plasma cannot ignite paper, whose ignition temperature is 507K. Since no signature of the Stark effect can be detected either in He or Hβ transition, the upper limit of the electron density, estimated from the uncertainty on the Hβ linewidth, is 4×1012cm−3. The generality of the method allows one to determine the temperature as a function of other parameters, such as voltage and flow rate. Concerning the applied voltage, the gas temperature increases linearly from 315±30to460±60K, as derived from both lines. Over the same voltage range, a similar behavior is found for the rotational temperature, as deduced from the first negative B(Σu+2,v=0)→X(Σg+2,v=0) transition of the molecular nitrogen ion. However, the temperature varies between 325±30 and 533±15K, indicating an overestimation of the gas temperature. On the other hand, the gas temperature derived from each of the lines does not show a significant variation with the He flow rate in the range of 5–40l∕min.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».