基于图像处理技术的射流阵列均匀性光学诊断方法研究任务书
2020-06-30 21:50:05
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
大气压等离子体射流 (atmospheric pressure plasma jet, appj) 耦合了电场和流场的作用,使射流放电产生的活性粒子喷出反应器端部,在放电空间的下游流场中形成等离子体羽。appj 具有放电温度低、可控性好、装置灵活等优势,在生物医学、材料表面改性、杀菌消毒等多个领域中具有极高的价值。目前appj研究主要围绕单管射流展开,但单管射流处理面积通常仅有几平方毫米,极大限制了它的应用与发展。为了产生更适应实际应用的大面积射流源,研究人员实现了将多个小尺寸的射流单元并联起来组合成更大面积的射流排列组合,即射流阵列。按扩展维数分类,射流阵列可以分为一维和二维射流阵列,其中一维射流阵列是最常见的射流阵列实现形式。一维等离子体射流阵列通常是将单管射流单元进行线性排列,进而增加射流等离子体处理长度。与单管射流相比,射流阵列并非多个单管射流的简单组合叠加。研究表明,射流阵列等离子体羽之间存在电场和流场的耦合作用,导致射流羽轨迹分叉偏转、各管长度不一、强度不均等均匀性问题,对大面积处理的均匀性效果产生影响。因此,如何实现均匀稳定的射流阵列已成为制约其应用和发展的一个关键问题。目前,人们尝试通过改变电极结构、气体流速、电源参数等方式提高射流阵列的均匀性,并取得一定成果,但缺乏对射流阵列均匀性的定量描述和评价。利用射流阵列放电过程的光学图像,提取均匀性参数,定量研究和评价不同条件下射流阵列的均匀性,对于评价射流阵列性能、优化射流阵列反应器设计、确定最佳放电条件、扩大其应用范围具有重要的意义。
本课题拟围绕一维射流阵列均匀性的光学诊断方法开展,利用matlab对不同条件下的射流阵列图像进行处理和分析,得到描述射流阵列均匀性的参数。通过本次设计,能够全面检查学生的电力系统分析、高电压技术、matlab仿真与数据分析处理等课程的学习情况,并且能很好地锻炼学生收集资料、综合运用所学知识的能力,提高学生实践技能和分析问题的综合素质。学生设计时,首先要查阅大量资料和熟悉射流阵列的基本原理;在此基础上搭建射流阵列的产生和光学诊断实验平台,拍摄不同放电条件下射流阵列的发光图象;在matlab中编程实现对不同条件下的发光图像处理,提取射流阵列均匀性参数;最后把整个设计写成毕业论文。具体要求为:
(1)查阅相关文献,熟悉大气压下射流阵列产生低温等离子体的原理和方法,了解其应用领域,分析影响射流阵列均匀性的因素。
2. 参考文献
[1] 徐学基, 诸定昌. 气体放电物理[m]. 上海: 复旦大学出版社, 1996.
[2] 邱毓昌, 张文元, 施围. 高电压工程[m]. 西安: 西安交通大学出版社, 1995.
[3] laroussi m, fridman a. applied plasma medicine[j]. plasma processes and polymers, 2010, 5(6): 503-533.
3. 毕业设计(论文)进程安排
起讫日期 |
设计(论文)各阶段工作内容 |
备 注 |
12.20~1.13 |
毕业设计准备,准备开题报告及资料搜集 |
|
1.14~2.25 |
作开题报告,方案修改及确定 |
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2.26~5.13 |
建立一维射流阵列实验平台,拍摄放电光学图像,通过Matlab图像处理研究各影响因素对射流阵列均匀性的影响 |
|
5.14~5.27 |
撰写毕业设计论文 |
|
5.28~5.31 |
交毕业设计(论文)成果 |
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6.1~6.10 |
指导教师分组交换审查、批改论文,学生修改毕业设计(论文)并准备毕业答辩 |
|
6.10~6.15 |
毕业答辩 |
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