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Engineering

प्रयोगशाला बिजली आर्क्स के ब्रॉडबैंड उच्च संकल्प उत्सर्जन स्पेक्ट्रा रिकॉर्डिंग के लिए विधि

Published: August 27, 2019 doi: 10.3791/56336
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Morgan-Botti Lightning Laboratory, Advanced High Voltage Research Centre, School of Engineering, Cardiff University

Summary

उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी तकनीक परंपरागत रूप से प्रकृति में होने वाली स्वाभाविक यादृच्छिक बिजली आर्क्स का विश्लेषण करने के लिए इस्तेमाल किया गया है. इस पत्र में, एक प्रयोगशाला वातावरण के भीतर उत्पन्न reproduible बिजली चाप से उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी प्राप्त करने के लिए विकसित की एक विधि का वर्णन किया गया है.

Abstract

बिजली प्रकृति में सबसे आम और विनाशकारी बलों में से एक है और लंबे समय से स्पेक्ट्रोस्कोपिक तकनीक का उपयोग कर अध्ययन किया गया है, पहले पारंपरिक कैमरा फिल्म तरीकों और फिर डिजिटल कैमरा प्रौद्योगिकी के साथ, जिसमें से कई महत्वपूर्ण विशेषताओं गया है व्युत्पन्न. हालांकि, इस तरह के काम हमेशा क्षेत्र में प्राकृतिक बिजली की घटनाओं के स्वाभाविक यादृच्छिक और गैर दोहराने योग्य प्रकृति के कारण सीमित किया गया है. बिजली परीक्षण सुविधाओं में हाल के घटनाक्रम अब नियंत्रित प्रयोगशाला वातावरण के भीतर बिजली आर्क्स के reproduible पीढ़ी की अनुमति, नए सेंसर और नैदानिक तकनीकों के विकास के लिए एक परीक्षण बिस्तर प्रदान बिजली को समझने के लिए तंत्र बेहतर है. एक ऐसी तकनीक एक स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रणाली है जिसके साथ रासायनिक तत्वों की पहचान करने में सक्षम डिजिटल कैमरा प्रौद्योगिकी का उपयोग कर बिजली चाप सूचना का आदान प्रदान, इन डेटा के साथ तो आगे विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है. इस पत्र में, स्पेक्ट्रमदर्शी प्रणाली का उपयोग 100 केए शिखर से उत्सर्जन स्पेक्ट्रम प्राप्त करने के लिए किया जाता है, 100 डिग्री की अवधि के बिजली चाप जो एक छोटी सी हवा के अंतर से अलग अर्धगोलाकार टंगस्टन इलेक्ट्रोड की एक जोड़ी में उत्पन्न होता है। कम से कम 1 एनएम के एक वर्णक्रमीय संकल्प बनाए रखने के लिए, कई व्यक्तिगत स्पेक्ट्रम असतत तरंगदैर्ध्य पर्वतमाला भर में दर्ज किए गए, औसत, सिले, और 450 एनएम (नीले प्रकाश) में एक अंतिम समग्र स्पेक्ट्रम का उत्पादन करने के लिए सही 890 एनएम (के पास अवरक्त प्रकाश) रेंज. डेटा के भीतर विशेषता चोटियों तो रासायनिक तत्व बातचीत की पहचान करने के लिए एक स्थापित सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटाबेस की तुलना में थे. इस विधि को आसानी से अन्य प्रकाश उत्सर्जन की घटनाओं की एक किस्म के लिए लागू है, जैसे तेजी से बिजली के निर्वहन, आंशिक निर्वहन, और बिजली के उपकरण, उपकरण, और प्रणालियों में स्पार्किंग.

Introduction

बिजली प्रकृति में सबसे आम और विनाशकारी बलों में से एक है एक तेजी से बिजली के निर्वहन प्रकाश की एक फ्लैश के रूप में देखा और गड़गड़ाहट के बाद की विशेषता है. एक ठेठ बिजली चाप गीगावोल्ट के दसियों की वोल्टेज और एक चाप दसियों भर में 30 किलो की एक औसत वर्तमान से मिलकर कर सकते हैं किलोमीटर के सैकड़ों लंबे समय तक सभी 100 डिग्री के भीतर हो रहा है. बिजली की घटनाओं से प्रकाश उत्सर्जन स्पेक्ट्रम के अवलोकन लंबे समय के लिए इस्तेमाल किया गया है उनके गुणों के बारे में जानकारी प्राप्त. कई तकनीकों 1960 के दशक से 1980 के दशक के दौरान प्राकृतिक बिजली हमलों के अध्ययन के लिए पारंपरिक फिल्म आधारित कैमरा तकनीक का उपयोग कर स्थापित किया गया, उदाहरण के लिए1,2,3,4,5 ,6,7और , हाल ही में , आधुनिक डिजिटल तकनीक , उदाहरण के लिए8,9,10,11,12, 13 , 14, बिजली तंत्र में एक और अधिक सटीक अंतर्दृष्टि देने के लिए इस्तेमाल किया गया है. समय के साथ, इस तरह के काम न केवल रासायनिक तत्व बातचीत की पहचान करने की क्षमता का प्रदर्शन किया है1,14, लेकिन यह भी तापमान की माप प्राप्त15,16, दबाव5, कण और इलेक्ट्रॉन घनत्व5,17, ऊर्जा18, प्रतिरोध , और चाप8के आंतरिक बिजली के क्षेत्र . हालांकि, प्राकृतिक बिजली के अध्ययन हमेशा बिजली की घटनाओं के स्वाभाविक अप्रत्याशित यादृच्छिक और गैर दोहराने योग्य प्रकृति द्वारा सीमित किया गया है.

हाल के वर्षों में, अनुसंधान कैसे बिजली आसपास के वातावरण के साथ सूचना का आदान-निर्देशित पर ध्यान केंद्रित किया है, विशेष रूप से एयरोस्पेस उद्योग में प्रत्यक्ष बिजली हमलों से उड़ान में विमान की रक्षा के लिए. कई बड़ी बिजली परीक्षण सुविधाओं फलस्वरूप डिजाइन किया गया है और एक बिजली हड़ताल के सबसे विनाशकारी तत्वों को दोहराने के लिए बनाया गया है, अर्थात् वर्तमान और वितरण समय, लेकिन एक सीमित वोल्टेज पर. कार्डिफ विश्वविद्यालय में मॉर्गन-बोटी लाइटनिंग लेबोरेटरी (एमबीएलएल)19 संबंधित मानक20के अनुसार चार अलग-अलग बिजली तरंग उत्पन्न कर सकता है। इस तरह के एक प्रयोगशाला की सुविधा के साथ, बिजली आसानी से पुनरुत्पादित और सटीकता और repeatability के एक उच्च डिग्री के साथ नियंत्रित किया जा सकता है, नए सेंसर और नैदानिक तकनीकों के विकास के लिए एक परीक्षण बिस्तर प्रदान बिजली बातचीत को समझने के लिए और तंत्र बेहतर21,22,23. ऐसी ही एक तकनीक हाल ही में विकसित और स्थापित स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्रणाली14,21 है जो, प्राकृतिक बिजली के अध्ययन में इस्तेमाल किया स्पेक्ट्रोस्कोपिक सिस्टम की तरह, पराबैंगनी (यूवी) में संचालित करने के लिए पास-Infrared (NIR) रेंज. यह एक गैर दखल देने वाली विधि है जो बिजली चाप के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है और काफी हद तक एक हड़ताल के दौरान उत्पादित विद्युत चुम्बकीय शोर से अप्रभावित है, सबसे इलेक्ट्रॉनिक आधारित उपकरणों के विपरीत.

स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली का उपयोग एक विशिष्ट प्रयोगशाला द्वारा उत्पन्न बिजली चाप के स्पेक्ट्रम का निरीक्षण करने के लिए किया गया था जिसमें 100 ज्ञा शिखर गंभीर रूप से अवमंदित दोलन, 100 डिग्री की अवधि, 60 मिमी व्यास टंगस्टन की एक जोड़ी के बीच एक वायु अंतराल के बीच 18/40 तरंगतरंग होती है। एक 14 मिमी हवा के अंतर से अलग इलेक्ट्रोड. इस टीयल आर्क तरंग का एक विशिष्ट पता चित्र 1में दर्शाया गया है। इलेक्ट्रोड एक विद्युत चुम्बकीय आवेग (ईएमआई) प्रकाश तंग कक्ष में तैनात थे ताकि केवल दर्ज की गई प्रकाश बिजली चाप से ही था, इस प्रकाश की एक छोटी राशि के साथ एक 100 डिग्री व्यास फाइबर ऑप्टिक के माध्यम से ले जाया जा रहा है, तैनात 2 मीटर दूर और 0ण्12 डिग्री देखने वाले कोण को संमत किया गया जो चाप की स्थिति में 4.2 उउ मउ का स्थान दे रहा है, स्पेक्ट्रमलेख प्रणाली वाले अन्य ईएमआई कक्ष में, जैसा कि चित्र 2में दर्शाया गया है। ईएमआई कक्षों का उपयोग बिजली की घटना के कारण होने वाले प्रतिकूल प्रभावों को कम करने के लिए किया गया था। फाइबर ऑप्टिक प्रकाश तंग ऑप्टिक चेसिस फोकल लंबाई के एक Czerny-टर्नर विन्यास पर आधारित पर समाप्त हो जाता है 30 सेमी, प्रकाश एक समायोज्य 100 डिग्री मीटर भट्ठा के माध्यम से गुजर रहा है और एक 900 ln/mm 550 पर तीन दर्पण के माध्यम से घूर्णन घूर्णन, पर एक 1,024 x 1,024 पिक्सेल डिजिटल कैमरा, जैसा कि चित्र 3में दिखाया गया है| इस मामले में, ऑप्टिकल सेटअप NIR तरंगदैर्ध्य के लिए यूवी भर में 800 एनएम की एक अनुमानित पूर्ण रेंज के भीतर एक लगभग 140 एनएम subrange भर में 0.6 एनएम का एक वर्णक्रमीय संकल्प देता है. वर्णक्रमीय संकल्प दो करीब चोटियों भेद करने के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ की क्षमता के रूप में मापा जाता है, और पूरी रेंज के भीतर subrange की स्थिति ग्रेटिंग घूर्णन द्वारा समायोजित किया जा सकता है. प्रणाली का एक प्रमुख घटक विवर्तन ग्रेटिंग का विकल्प है जो तरंगदैर्घ्य रेंज और वर्णक्रमीय संकल्प को निर्धारित करता है, जिसमें पूर्व के बाद के व्युत्क्रम समानुपाती होते हैं। आमतौर पर, एक उच्च वर्णक्रमीय संकल्प उनकी स्थिति को सही ढंग से मापने के लिए आवश्यक है, जबकि एक व्यापक तरंगदैर्ध्य रेंज कई परमाणु लाइनों का पता लगाने के लिए आवश्यक है; यह शारीरिक रूप से स्पेक्ट्रोग्राफ के इस प्रकार के लिए एक भी ग्रेटिंग के साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता है. इसलिए, कई subranges से डेटा, उच्च संकल्प के साथ, यूवी से NIR रेंज में विभिन्न पदों पर लिया जाता है. इन आंकड़ों कदम रखा और एक समग्र स्पेक्ट्रम बनाने के लिए एक साथ चिपके हुए हैं.

व्यवहार में, फाइबर ऑप्टिक प्रकाश संचरण में सीमाओं के कारण, 450 एनएम से 890 एनएम के लिए एक स्पेक्ट्रम तरंगदैर्ध्य रेंज दर्ज की गई थी। 450 एनएम पर शुरू, चार स्वतंत्र उत्पन्न बिजली आर्क्स से प्रकाश दर्ज की गई थी, पृष्ठभूमि शोर घटाया गया था, और वे तो औसत थे. तरंगदैर्ध्य रेंज तो 550 एनएम करने के लिए स्थानांतरित कर दिया गया था, एक 40 एनएम डेटा ओवरलैप दे रही है, एक और चार उत्पन्न बिजली आर्क्स से प्रकाश के साथ दर्ज की गई और औसत. यह 890 एनएम तक पहुँच गया था जब तक दोहराया गया था, और जिसके परिणामस्वरूप औसत डेटा पूर्ण पूर्वनिर्धारित तरंगदैर्ध्य रेंज भर में एक पूर्ण स्पेक्ट्रम बनाने के लिए एक साथ सिले थे. इस प्रक्रिया को चित्र 4में दिखाया गया है। इसके बाद एक स्थापित डेटाबेस24की तुलना में रासायनिक तत्वों की पहचान करने के लिए विशेषता चोटियों का उपयोग किया गया .

इस पत्र में, ऑप्टिकल उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी की विधि का वर्णन किया गया है। इस विधि आसानी से प्रयोगात्मक सेटअप या स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली सेटिंग्स के लिए कम से कम परिवर्तन के साथ अन्य प्रकाश उत्सर्जन की घटनाओं की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए लागू है. इस तरह के अनुप्रयोगों में बिजली के निर्वहन, आंशिक निर्वहन, स्पार्किंग, और विद्युत प्रणालियों और उपकरणों में अन्य संबंधित घटनाएं शामिल हैं।

Protocol

1. तरंगदैर्ध्य रेंज का चयन

  1. अवलोकन किए जाने वाले बिजली की तरंगदैर्घ्य श्रेणी का पहले चयन किया जाना चाहिए। 450 एनएम से 890 एनएम का चयन किया गया था।
    नोट: यह प्रयोगशाला सेटअप द्वारा सीमित हो जाएगा, वर्णक्रमीय रेंज के रूप में ग्रेटिंग के प्रज्वलन कोण द्वारा परिभाषित, और कैमरे की संवेदनशीलता.

2. इलेक्ट्रोड की तैयारी

  1. एक उपयुक्त इलेक्ट्रोड सामग्री चुनें. तांबे के बढ़ते हुए 60 मिमी व्यास के अर्धगोलाकार टंगस्टन इलेक्ट्रोडों की एक जोड़ी को चुना गया, जैसा कि चित्र 5में दिखाया गया है।
    नोट: किसी भी सामग्री जिसके साथ बिजली चाप सूचना का आदान प्रदान एक स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन होगा, इलेक्ट्रोड सहित, और यह इस हस्तक्षेप को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है. हालांकि, यह प्रयोग के दौरान कम से कम नुकसान के साथ दोहराया बिजली हमलों का सामना करने के लिए इलेक्ट्रोड सामग्री की क्षमता के खिलाफ संतुलित किया जाना चाहिए. टंगस्टन के लिए, चुना तरंगदैर्ध्य रेंज के भीतर अपनी उत्सर्जन लाइनों के कई केवल 450 एनएम और 590 एनएम के बीच दिखाई दे रहे हैं और मोटे तौर पर एक उम्मीद बिजली स्पेक्ट्रम से अलग हैं. यह भी एक बहुत ही कठिन सामग्री है कि आमतौर पर उच्च वोल्टेज और उच्च वर्तमान प्रयोग में प्रयोग किया जाता है.
  2. किसी भी contaminants को दूर करने के लिए इलेक्ट्रोड साफ और पॉलिश. किसी भी सामग्री के साथ जो बिजली चाप सूचना का आदान प्रदान एक स्पेक्ट्रम का उत्सर्जन होगा, किसी भी contaminants की है कि सहित. इसलिए यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि इलेक्ट्रोड संदूषक मुक्त हैं ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कोई गलत वर्णक्रमीय रेखाएं नहीं हैं।
    1. 5 मिनट के लिए मोटे sandpaper के साथ इलेक्ट्रोड रगड़, यह 10 मिनट के लिए कमरे के तापमान पर एक ध्वनि पानी स्नान में जगह है, तो ढीला और किसी भी contaminants को दूर करने के लिए एक लिंट मुक्त कपड़े के साथ पोंछ. हमेशा दस्ताने का उपयोग करें जब इलेक्ट्रोड से निपटने के लिए recontamination से बचने के.
    2. ऊपर दोहराएँ आम तौर पर दस से पंद्रह बार sandpaper, एमरी कपड़े के ग्रेड कम के साथ, और फिर कपड़े चमकाने जब तक एक अच्छा पॉलिश खत्म हासिल की है. सैंडपेपर और 240 से 8,000 के कपड़े ग्रेड का उपयोग किया गया।
  3. उन दोनों के बीच एक उपयुक्त दूरी की स्थापना बिजली रिग के भीतर इलेक्ट्रोड माउंट. यहाँ, इलेक्ट्रोड बिजली रिग के भीतर घुड़सवार हैं 14 मिमी के अलावा के रूप में चित्र 5में दिखाया गया है.
    नोट: विभिन्न बिजली परीक्षण सुविधाओं विभिन्न परिचालन voltages है, तो इलेक्ट्रोड के बीच की दूरी ऐसी है कि एक हवा टूटने हो जाएगा जब बिजली आवेग जनरेटर ट्रिगर किया जाता है होना चाहिए.

3. स्पेक्ट्रोग्राफ तैयार करना

  1. स्पेक्ट्रोग्राफ को एक स्वतंत्र ईएमआई रेटेड संलग्नक में रखें, जैसा कि चित्र 2में दिखाया गया है। आदर्श रूप में, बिजली रिग और स्पेक्ट्रोग्राफ को अलग ईएमआई बाड़ों में रखा जाना चाहिए।
  2. का चयन करें और फाइबर ऑप्टिक स्थापित करें। चुना फाइबर एक 8 मीटर लंबी फाइबर ऑप्टिक था और दो ईएमआई कक्षों के बीच स्थापित.
    1. पूर्वनिर्धारित तरंगदैर्ध्य रेंज के भीतर अच्छा संचरण गुण के साथ एक फाइबर ऑप्टिक चुना, अर्थात्, 450 एनएम से 890 एनएम के बीच.
    2. ध्यान दें कि तरंगदैर्ध्य डेटा के विरुद्ध संचरण दक्षता का उपयोग डेटा-पश्च संसाधन के लिए किया जाएगा। यह अक्सर निर्माता द्वारा प्रदान की जाती है, हालांकि, आदर्श, यह एक calibrated दीपक का उपयोग कर मापा जाना चाहिए.
    3. फाइबर ऑप्टिक के एक छोर को हल्के तंग व्यवस्था में ऑप्टिक चेसिस से कनेक्ट करें।
    4. इलेक्ट्रोड के बीच बिजली चाप को देखने के लिए फाइबर ऑप्टिक के दूसरे छोर की स्थिति. रिवर्स में स्पेक्ट्रोमीटर के माध्यम से भेजा एक लेजर से प्रकाश संरेखण के साथ मदद कर सकते हैं. फाइबर ऑप्टिक 2 उ पर इलेक्ट्रोड अंतराल के केंद्र के रूप में एक ही ऊंचाई पर तैनात है, जैसा कि चित्र 6में दिखाया गया है।
    5. किसी भी संतृप्ति को कम करने के लिए आवश्यक हो तो कैमरे तक पहुँचने प्रकाश की मात्रा समायोजित करें. एक collimator का उपयोग किया जाता है जो फाइबर ऑप्टिक देखने के कोण को 0.12 डिग्री तक कम कर देता है जिसके परिणामस्वरूप 14 मिमी की कुल चाप लंबाई के लिए बिजली चाप की स्थिति में 4.2 मिमी का एक स्थान आकार होता है, जिससे प्रकाश को लगभग एक चौथाई तक कम किया जा सकता है।
      नोट: कैमरे तक पहुँचने प्रकाश की तीव्रता वैकल्पिक रूप से प्रकाश स्रोत और फाइबर ऑप्टिक के बीच की दूरी बदलने के द्वारा समायोजित किया जा सकता है, भट्ठा का समायोजन करके, या एक तटस्थ घनत्व फिल्टर का उपयोग करके.
  3. स्पेक्ट्रोग्राफ सिस्टम पर स्विच और संबद्ध नियंत्रण सॉफ्टवेयर शुरू करते हैं. डिजिटल कैमरा -70 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुँचने के लिए लगभग 10 मिनट की आवश्यकता है।
    नोट: कुछ डिजिटल कैमरों वे पूरी तरह से परिचालन हो जाने से पहले शोर को कम करने के लिए ठंडा करने की आवश्यकता है.
  4. स्पेक्ट्रोग्राफ ग्रेटिंग का चयन करें। एक 900 ln/mm 550 ज्वाला ग्रेटिंग इस्तेमाल किया गया था.
    नोट: ग्रेटिंग तरंगदैर्ध्य रेंज और स्पेक्ट्रल संकल्प का इस्तेमाल किया स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली के भीतर परिभाषित करता है, की एक वर्णक्रमीय संकल्प के साथ;1 एनएम चोटी पहचान के लिए आवश्यक. चयनित ग्रेटिंग लगभग 140 दउ की तरंगदैर्घ्य श्रेणी तथा 0ण्6 दउ का संकल्प देती है।
  5. एक ज्ञात अंशांकन स्रोत के खिलाफ स्पेक्ट्रोग्राफ कैलिब्रेट, इस तरह के एक बुध-अर्जुन दीपक के रूप में.
    1. पूर्वचयनित तरंगदैर्ध्य श्रेणी के तल पर अपनी प्रारंभिक स्थिति में ग्रेटिंग को स्थिति दें। यहां, ग्रेटिंग 450 एनएम पर तैनात किया गया था जो 590 एनएम तक 450 एनएम की रेंज देता है।
    2. अंशांकन स्रोत पर स्विच और फाइबर ऑप्टिक के खुले अंत के खिलाफ जगह है.
    3. इस तरह के 0.1 s के एक जोखिम के रूप में एक अच्छा असंतृप्त संकेत प्राप्त करने के लिए एक उपयुक्त समय के लिए नियंत्रण सॉफ्टवेयर के माध्यम से कैमरा जोखिम समायोजित करें।
    4. यदि आवश्यक वर्णक्रमीय चोटियों पैनापन करने के लिए नियंत्रण सॉफ्टवेयर के माध्यम से भट्ठा समायोजित करें या, कुछ मामलों में, डिटेक्टर की स्थिति भी संकेत का अनुकूलन करने के लिए समायोजित किया जा सकता है. 100 डिग्री मीटर की एक भट्ठा का इस्तेमाल किया गया था।
      नोट: भट्ठा पर प्रकाश के विवर्तन के कारण परमाणु रेखाओं के विस्तार को कम करने के लिए भट्ठा को न्यूनतम मान पर सेट किया जाना चाहिए, जिसमें अक्सर 20 डिग्री उ तक के मानों का उपयोग किया जाता है। हालांकि, एक संकीर्ण भट्ठा भी संकेत कम हो जाएगा और एक संतुलन प्रकाश तीव्रता और चोटियों के तीखेपन के बीच पाया जा करने की आवश्यकता हो सकती है।
    5. अंशांकन स्रोत के स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड और जिस पर चोटियों होते हैं जिस पर जिस पर जिस पर जिस के परिणामस्वरूप कैमरा छवि पर पिक्सेल संख्या की पहचान.
    6. अंशांकन स्रोत के साथ प्रदान की गई प्रत्येक चोटी के ज्ञात तरंगदैर्ध्य के खिलाफ प्रत्येक चोटी के लिए पिक्सेल संख्या की स्थिति प्लॉट और एक समीकरण है जो तरंगदैर्ध्य के लिए पिक्सल के रूपांतरण की अनुमति देगा प्राप्त करने के लिए एक सीधी रेखा फिट. तीन ज्ञात बुध परमाणु रेखाओं के लिए इसका एक उदाहरण चित्र 7में दिखाया गया है।
    7. अगले पर जाने से पहले इस ग्रेटिंग स्थिति के लिए अंशांकन लागू करें। कुछ स्पेक्ट्रोग्राफ सिस्टम के लिए, एक अंशांकन फ़ाइल का उपयोग कर सॉफ्टवेयर के लिए लागू किया जा सकता तरंगदैर्ध्य के लिए पिक्सेल संख्या का रूपांतरण.
    8. अगले subrange के लिए ग्रेटिंग स्थिति और ऊपर चरणों को दोहराएँ. यहाँ, ग्रेटिंग अगले 550 एनएम करने के लिए तैनात किया गया था 550 एनएम की एक सीमा देने के लिए 690 एनएम पिछले तरंगदैर्ध्य रेंज के साथ 40nm के एक ओवरलैप में जिसके परिणामस्वरूप.
      नोट: ओवरलैप क्षेत्र की चौड़ाई के लिए पहली सीमा के अंत में प्रवृत्तियों की मान्यता और बाद में कदम और गोंद प्रक्रिया के लिए दूसरी श्रेणी की शुरुआत की अनुमति के लिए पर्याप्त होने की जरूरत है.
    9. सभी ग्रेटिंग पदों के लिए उपरोक्त चरणों को दोहराएँ। यह 890 एनएम तक पहुँच गया था जब तक दोहराया गया था.
      नोट: अंशांकन स्रोतों, आम तौर पर ज्ञात वर्णक्रमीय चोटियों के साथ एक दीपक, आमतौर पर स्पेक्ट्रोग्राफ सिस्टम के साथ प्रदान की जाती हैं और निर्माता कैसे अंशांकन प्राप्त किया जा सकता है पर अधिक जानकारी प्रदान करने में सक्षम हो जाएगा.
  6. उत्पन्न बिजली चाप रिकॉर्ड करने के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ मापदंडों का चयन करें।
    1. यदि आवश्यक हो तो भट्ठा को और समायोजित करें।
    2. पूरी बिजली घटना पर कब्जा कर लिया है कि यह सुनिश्चित करने के लिए कैमरा जोखिम समय सेट करें; ट्रिगर समय और या तो बिजली जनरेटर या स्पेक्ट्रोग्राफ में किसी भी देरी पर विचार जब इस पैरामीटर की स्थापना. MBLL में बिजली जनरेटर के लिए, 5 s के एक जोखिम समय इस्तेमाल किया गया था.
      नोट: एक लंबे समय तक जोखिम समय शोर के स्तर और इस तरह के ब्रह्मांडीय किरणों के रूप में कलाकृतियों की संभावना में वृद्धि होगी, तो प्रयास करने के लिए एक न्यूनतम करने के लिए इस रखने के लिए किया जाना चाहिए. हालांकि, समय भी उत्पन्न बिजली चाप या स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली के ट्रिगर में किसी भी अनिश्चितता के लिए खाते के लिए पर्याप्त होना चाहिए सुनिश्चित करने के लिए पूरी घटना पर कब्जा कर लिया है.
    3. बिजली जनरेटर से एक ट्रिगर प्राप्त करने के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली मोड बदलें. एक 5 वी TTL संकेत बिजली चाप शुरू किया गया था पहले कैमरा 2.5 s ट्रिगर करने के लिए इस्तेमाल किया गया था.

4. एक प्रयोग चल रहा है

  1. बिजली जनरेटर तैयार करें.
    1. सुनिश्चित करें कि सभी रोशनी बंद कर रहे हैं और कक्षों बंद कर रहे हैं जहां एक प्रकाश तंग वातावरण सुनिश्चित करने के लिए प्रासंगिक.
    2. बिजली जनरेटर पर स्विच करें. प्रत्येक बिजली परीक्षण सुविधा की तैयारी और चालू करने के लिए अपने स्वयं के प्रोटोकॉल होगा. MBLL में, क्षेत्र कर्मियों की मंजूरी दे दी है और प्रासंगिक सुरक्षा उपकरणों से पहले बिजली जनरेटर सक्रिय किया जा सकता लगे हुए हैं.
    3. प्रासंगिक बिजली तरंग का चयन करें और आवश्यक चोटी वर्तमान करने के लिए प्रभारी। एक सामान्य 54 केवी, 100 ज्ञा चोटी गंभीर रूप से अवमंदित थरथरानीय 100 शिखर 18ण्40 तरंगकारूप का प्रयोग किया गया।
  2. कई उत्पन्न बिजली की घटनाओं से स्पेक्ट्रम प्राप्त
    1. अपनी शुरुआत की स्थिति में स्पेक्ट्रोग्राफ ग्रेटिंग स्थिति और बिजली हड़ताल के लिए के रूप में एक ही मापदंडों का उपयोग कर एक पृष्ठभूमि छवि ले. यह कई पृष्ठभूमि छवियों का एक औसत हो सकता है. 450 एनएम सेटिंग में 100 डिग्री सेल्सियस भट्ठा के साथ 5 एस जोखिम का उपयोग किया गया था।
    2. सुनिश्चित करें कि स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली सही सेटिंग्स के साथ स्पेक्ट्रम रिकॉर्ड करने के लिए ट्रिगर किया जा करने के लिए तैयार है। 450 एनएम सेटिंग में 100 डिग्री सेल्सियस भट्ठा के साथ 5 एस जोखिम का उपयोग किया गया था।
    3. बिजली जनरेटर चार्ज और बिजली घटना है, जो भी स्पेक्ट्रोग्राफ ट्रिगर किया जाएगा ट्रिगर.
    4. आउटपुट वर्णक्रमीय डेटा रिकॉर्ड करें।
    5. किसी भी हस्तक्षेप के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा की जाँच करें. स्पेक्ट्रोग्राफ कभी-कभी ब्रह्मांडीय विकिरण या गैर-प्रतिक्रियाशील या मृत पिक्सेल के कारण अन्य कलाकृतियों के कारण डेटा spikes के लिए प्रवण होते हैं। इस तरह के हस्तक्षेप को दूर करने के प्रयास किए जाने चाहिए और कुछ स्पेक्ट्रोग्राफ में सॉफ्टवेयर है जो ऐसा कर सकता है। डेटा की उपेक्षा करने और प्रयोग को दोहराने का विकल्प एक विकल्प है. चित्र 8 ब्रह्मांडीय विकिरण स्पाइक के साथ और उसके बिना डेटा के बीच अंतर का एक उदाहरण दर्शाता है।
    6. किसी भी संदूषण के इलेक्ट्रोड साफ अगर या तो शराब के साथ नीचे पोंछते द्वारा आवश्यक या, यदि दूषित, दोहरा कदम 2.2.
    7. 4.2.2 से 4.2.5 तक चरण दोहराएँ जब तक 450 एनएम रेंज के लिए स्पेक्ट्रोस्कोपिक डेटा के चार सेट हासिल कर लिया गया है.
    8. 550 एनएम के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ ग्रेटिंग स्थिति और 550 एनएम रेंज के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ डेटा के चार सेट हासिल किया गया है जब तक 4.2.1 से 4.2.6 चरणों को दोहराने.
      नोट: दोहराया कदम की संख्या उत्पन्न बिजली चाप में देखा किसी भी शॉट-टू-शॉट विचरण बाहर औसत करने के लिए पर्याप्त होने की जरूरत है।
    9. ऊपर दोहराएँ जब तक सभी डेटासेट 890 एनएम की अधिकतम तरंगदैर्ध्य मूल्य तक पहुँचने के लिए एकत्र किया गया है, वर्णक्रमीय डेटा के सोलह सेट में जिसके परिणामस्वरूप.
    10. यदि एक ही बिजली वर्तमान जनरेटर सेटिंग्स पर प्रत्येक subrange के स्पेक्ट्रम में महत्वपूर्ण भिन्नता है, उदाहरण के लिए, परमाणु लाइनों की तीव्रता में, तो प्रत्येक चरण में प्रयोगों को चार से अधिक बार दोहराया जा सकता है. इस का उद्देश्य किसी भी एक बंद विसंगतियों के प्रभाव को कम करने के लिए और बिजली जनरेटर और बिजली मुक्त चाप से शॉट-टू-शॉट भिन्नता बाहर औसत है.
    11. एक ही बिजली वर्तमान जनरेटर सेटिंग्स में spectra में एक अंतर है, तो प्रयोगात्मक सेटअप contaminants के लिए मूल्यांकन किया जा करने की आवश्यकता हो सकती है.

5. पोस्ट प्रोसेसिंग डेटा

  1. पोस्ट प्रोसेसिंग और डेटा के विश्लेषण के लिए, गणना क्षमताओं को शामिल करने के लिए एक स्प्रेडशीट सॉफ्टवेयर आवेदन का चयन करें। इस तरह के सॉफ्टवेयर व्यापक रूप से उपलब्ध है.
  2. प्रत्येक प्रासंगिक उत्पन्न बिजली स्पेक्ट्रम डेटा से चरण 4.2.1 में प्राप्त पृष्ठभूमि डेटा को घटाना.
    1. 450 एनएम पृष्ठभूमि डेटा का औसत प्रत्येक 450 एनएम उत्पन्न स्पेक्ट्रम डेटा से घटाया जाता है, 550 एनएम डेटा का औसत प्रत्येक 550 एनएम उत्पन्न बिजली स्पेक्ट्रम डेटा से घटाया जाता है, और इतने पर। इसका एक उदाहरण चित्र 9में दर्शाया गया है।
  3. प्रत्येक तरंगदैर्ध्य श्रेणी के लिए डेटा के प्रत्येक अलग-अलग सेट का औसत. यह चित्र 10 में दिखाया गया है जहां चार 450 एनएम डेटासेट का औसत है।
  4. लगातार स्पेक्ट्रम डेटा संरेखित करने के लिए ओवरलैपिंग क्षेत्र का उपयोग करें, फिर ओवरलैपिंग क्षेत्र का औसत. चित्र 11 में इसका उदाहरण दिया गया है जो औसत 450 दउ और 550 दउ डेटा दर्शाता है।
    नोट: संरेखण और ओवरलैपिंग क्षेत्र के औसत त्रुटियों का परिचय होगा और यह उदाहरण के लिए, एक टंगस्टन रिबन दीपक का उपयोग कर पूरा स्पेक्ट्रम के लिए एक रिश्तेदार तीव्रता अंशांकन बाहर ले जाने के लिए आवश्यक हो सकता है।
  5. फाइबर ऑप्टिक क्षीणन और क्वांटम दक्षता के लिए सही. चित्र 12में इसे स्पष्ट किया गया है।
    नोट: एक और अधिक सटीक सुधार प्रत्येक subrange के लिए प्रकाश के संचरण को मापने के लिए एक calibrated दीपक का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है. इस स्थिति में, सिलाई प्रक्रिया से पहले सुधार लागू किया जा सकता है।
  6. अंतिम आँकड़ों को चित्र13 में दर्शाए अनुसार आलेखीय निरूपण या तीव्रता आलेख के रूप में प्रस्तुत की गई है।

6. डेटा का विश्लेषण करना

  1. विशेषता वर्णक्रमीय चोटियों की पहचान की।
    1. कुछ स्पेक्ट्रोग्राफ सिस्टम सॉफ्टवेयर है जो स्वचालित रूप से तत्व चोटियों की पहचान करेगा शामिल होंगे. देखभाल की जानी चाहिए, विशेष रूप से सिले डेटा के साथ, कि चोटी स्थानों सही हैं.
    2. मैनुअल शिखर पहचान सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटाबेस का उपयोग कर किया जा सकता है, जैसे24. देखभाल के लिए सबसे कम ionization स्तर से सबसे मजबूत(रिश्तेदार तीव्रता) चोटियों फिट पहले लिया जाना चाहिए (यानी, मैं, तो द्वितीय, तो III) एक समय में एक तत्व.
    3. सही चोटियों की पहचान करने या उन्हें संरेखित करने में समस्याएं प्रकाशिकी में अंशांकन मुद्दों या misalignings के कारण हो सकता है. प्रकाशिकी चेसिस में प्रकाशिकी की स्थिति का आकलन और चरण 3 दोहराएँ।
      नोट: उत्पन्न बिजली आर्क्स की उच्च ऊर्जा स्टार्क प्रभाव और सभी लाइनों के विश्वसनीय पहचान के कारण परमाणु उत्सर्जन लाइनों के व्यापक बनाने का कारण होगा संभव नहीं हो सकता है.

Representative Results

100 ज्ञापेत के लिए तरंगदैर्ध्य के षड्यंत्र के विरुद्ध एक प्रतिनिधि विद्युत तीव्रता 100 र्ं शिखर 18ण्40 र्तरंगी तरंगतरंग, 10 मिमी व्यास टंगस्टन इलेक्ट्रोड ों की एक जोड़ी के बीच एक वायु अंतराल के पार, 14 मिमी अलग तैनात चित्र 14में दिया गया है। इन आंकड़ों चार 140 एनएम औसत डेटा क्षेत्रों के चार सेट से मिलकर बनता है एक साथ सिले और पृष्ठभूमि शोर के लिए सही, फाइबर ऑप्टिक क्षीणन, और डिजिटल कैमरा क्वांटम दक्षता. इन आंकड़ों को तीव्रता आलेख में परिवर्तित कर दिया गया है, जैसा कि चित्र 15में दर्शाया गया है। प्रमुख चोटियों मैन्युअल रूप से एक स्थापित डेटाबेस की तुलना के माध्यम से पहचान की गई है, जैसा कि चित्र 16में दिखाया गया है।

Figure 1
चित्र 1 : उत्पन्न बिजली चाप प्रोफ़ाइल. एक ठेठ 100 kA चोटी का दर्ज का निशान गंभीर रूप से अवमंदित दोलन, 100 डिग्री की अवधि, 18/40 के परिणामस्वरूप बिजली तरंग उत्पन्न होती है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 2
चित्र 2 : प्रायोगिक सेटअप. प्रयोगात्मक सेटअप के एक योजनाबद्ध (नहीं पैमाने पर), जहां दो इलेक्ट्रोड के बीच एक उत्पन्न बिजली चाप से प्रकाश एक फाइबर ऑप्टिक के माध्यम से स्पेक्ट्रमी प्रणाली के लिए ले जाया जाता है, एक प्रकाशिकी चेसिस और डिजिटल कैमरा से मिलकर. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 3
चित्र 3 : स्पेक्ट्रोग्राफ सेटअप. स्पेक्ट्रोग्राफ प्रणाली का एक योजनाबद्ध (नहीं पैमाने पर), जहां फाइबर ऑप्टिक से प्रकाश एक स्पेक्ट्रम में बदल जाता है, एक grating के माध्यम से, जो तो एक डिजिटल कैमरे द्वारा दर्ज की गई है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 4
चित्र 4 : collating, प्रसंस्करण, और वर्णक्रमीय डेटा पेश. एक व्यापक उच्च संकल्प स्पेक्ट्रम को प्राप्त करने की दिशा में डेटा को मिलान, औसत, सिलाई, और सही करने के लिए इस्तेमाल किया चरणों का एक उदाहरण. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 5
चित्र 5 : इलेक्ट्रोड विन्यास. दो 6 मिमी व्यास अर्धगोलाकार टंगस्टन इलेक्ट्रोड की एक छवि तांबे बढ़ते के लिए तय बिजली रिग के भीतर 14 मिमी अलग तैनात. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 6
चित्र 6 : फाइबर ऑप्टिक विन्यास. फाइबर ऑप्टिक की एक छवि एक ही ऊंचाई पर तैनात है और घुड़सवार इलेक्ट्रोड से 2 मीटर की दूरी पर. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 7
चित्र 7 : तरंगदैर्ध्य अंशांकन. (ं) पिक्सेल संख्या के विरुद्ध तीन ज्ञात बुध रेखाओं की एक सारणी जिस पर उन्हें मापा जाता था, और (ख) प्रत्येक बिंदु (क्रॉस) का एक आलेख तथा एक सीधी-रेखा फिट (डैश्ड लाइन) जो पिक्सेल को तरंगदैर्घ्य में परिवर्तित करने की अनुमति देती है। यह संपूर्ण तरंगदैर्घ्य श्रेणी में अनेक ज्ञात परमाणु रेखाओं के लिए किया जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 8
चित्र 8 : लौकिक किरण हस्तक्षेप. 100 kA प्रयोगशाला से स्पेक्ट्रल डेटा ने 550 एनएम से 690एनएम रेंज में बिजली चाप उत्पन्न किया, जिसमें कोई कॉस्मिक रे हस्तक्षेप नहीं था, और (ख) विशिष्ट कॉस्मिक रे स्पाइक्स के साथ डेटा। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 9
चित्र 9 : पृष्ठभूमि के घटाव. एक 100 kA प्रयोगशाला से स्पेक्ट्रल डेटा 550 एनएम से 690 एनएम रेंज में बिजली चाप उत्पन्न दिखा: (एक) औसत पृष्ठभूमि डेटा, (ख) कच्चे डेटा, और (ग) औसत पृष्ठभूमि के साथ डेटा घटाया. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 10
चित्र 10 : डेटा औसत. एक 100 kA प्रयोगशाला से स्पेक्ट्रल डेटा 550 एनएम से 690 एनएम रेंज में बिजली चाप उत्पन्न दिखा: (एक-घ) व्यक्तिगत डेटा, और (ई) औसत डेटा. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 11
चित्र 11 : सिलाई डेटा. 100 केए प्रयोगशाला के स्पेक्ट्रल डेटा से बिजली चाप का उत्पादन होता है जो दर्शाता है: (एक) 550 एनएम से 690 एनएम रेंज , (ख) 650 से 790 एनएम रेंज, और (ग ) 650 एनएम से 690 एनएम ओवरलैप के साथ दो अतिमटा डेटासेट। ओवरलैप क्षेत्र तो औसत है. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 12
चित्र 12 : डेटा को सही कर रहा है. 450 एनएम से 890 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज में प्लॉट के लिए (एक) फाइबर क्षीणन, और (ख) स्पेक्ट्रोग्राफ कैमरा क्वांटम दक्षता संबंधित निर्माताओं द्वारा प्रदान की. ये सिले वर्णक्रमीय डेटा तदनुसार सही करने के लिए उपयोग किया जाता है। कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 13
चित्र 13 : डेटा प्रस्तुत. के उदाहरण (एक) एक चित्रमय डेटा प्लॉट और (ख) एक तीव्रता साजिश एक 100 kA प्रयोगशाला के स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व 550 एनएम से 790 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज में बिजली चाप उत्पन्न. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 14
चित्र 14 : ठेठ चित्रमय डेटा. एक ठेठ औसत, सिले, और एक 100 kA प्रयोगशाला उत्पन्न बिजली चाप के लिए 890 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज के लिए 450 एनएम में चित्रमय साजिश सही. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 15
चित्र 15 : ठेठ तीव्रता साजिश. एक ठेठ औसत, सिले, और एक 100 किलो प्रयोगशाला उत्पन्न बिजली चाप के लिए 890 एनएम तरंगदैर्ध्य रेंज के लिए 450 एनएम में सही तीव्रता साजिश. कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Figure 16
चित्र 16 : रासायनिक तत्व पहचान. सार्वजनिक रूप से उपलब्ध डेटाबेस24का उपयोग करते हुए प्रथम क्रम आयनन स्तरों के लिए वर्णक्रमीय रेखा रासायनिक तत्व पहचान का एक उदाहरण . वायु में तत्वों (नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, आर्गन, हीलियम) और इलेक्ट्रोड (टंगस्टन) में तत्वों की पहचान की गई है। यह स्पेक्ट्रम उस संदर्भ 14 के निकट-पहचान ी है क्योंकि यह उसी प्रकार के बिजली चाप का विश्लेषण करने के लिए उसी उपकरण का उपयोग करता है। यह आंकड़ा संदर्भ14से अनुकूलित किया गया है . कृपया इस चित्र का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहाँ क्लिक करें.

Discussion

स्पेक्ट्रोस्कोपी दोनों प्राकृतिक और उत्पन्न बिजली हमलों के दौरान रासायनिक तत्व प्रतिक्रियाओं की पहचान करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है. एक पर्याप्त सटीक और reproduible प्रयोगात्मक सेटअप को देखते हुए, डेटा पर आगे विश्लेषण अन्य बिजली गुणों की एक किस्म प्रकट कर सकते हैं. यह है, उदाहरण के लिए, यह सत्यापित करने के लिए इस्तेमाल किया गया है कि प्रयोगशाला उत्पन्न बिजली चाप के स्पेक्ट्रम स्पेक्टर प्राकृतिक बिजली के समान हैं और यह कि बिजली चाप में अन्य सामग्री के अलावा काफी14इस स्पेक्ट्रम को बदल सकते हैं . विधि भी इस तरह के तेजी से बिजली के निर्वहन, आंशिक निर्वहन, स्पार्किंग, और उच्च वोल्टेज सिस्टम में अन्य संबंधित घटना है, जहां एक भर में कई परमाणु लाइनों या तत्वों की एक साथ पहचान के रूप में अन्य प्रकाश उत्सर्जन की घटनाओं के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है व्यापक स्पेक्ट्रम महत्वपूर्ण है.

सबसे महत्वपूर्ण कदम यह सुनिश्चित करने के लिए सही मापदंडों का उपयोग किया जाता है जब स्पेक्ट्रोग्राफ की स्थापना, इस तरह के भट्ठा के रूप में, grating, और कैमरा सेटिंग्स, सबसे अच्छा संभव मजबूत, तेज वर्णक्रमीय चोटियों में जिसके परिणामस्वरूप डेटा प्राप्त करने के लिए. यह भी सुनिश्चित करने के लिए प्रयास किए जाने चाहिए कि सिग्नल को अनुकूलित करते समय डिटेक्टर संतृप्त न हो। फाइबर की स्थिति भी समायोजित किया जा सकता है और / या प्रकाश तीव्रता में सुधार करने के लिए collimated, साथ ही यह सुनिश्चित करना है कि किसी भी आवारा प्रकाश बिजली घटना का हिस्सा नहीं है या तो समाप्त या पृष्ठभूमि इमेजिंग प्रक्रिया के भाग के रूप में हटा दिया है. यह कुछ परीक्षण और त्रुटि लग सकता है। बिजली जनरेटर की क्षमता कम से कम भिन्नता के साथ सही ढंग से एक ही बिजली घटना को पुन: पेश करने के लिए इस्तेमाल किया, या किसी भी बदलाव इतना है कि वे नियंत्रित किया जा सकता से आ सकता है, जहां समझने के लिए, विश्वसनीय और repeatable स्पेक्ट्रोस्कोपिक प्राप्त करने में महत्वपूर्ण है परिणाम.

परिवर्तन इस सेटअप करने के लिए यूवी और IR बैंड जहां इमेजिंग प्रौद्योगिकी की अनुमति देता है और घटना के प्रकार के आधार पर छवि जा रहा है में आगे विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम के विभिन्न भागों का आकलन करने के लिए बनाया जा सकता है. उदाहरण के लिए, 450 दउ से नीचे तरंगदैर्घ्य सीमा का विस्तार आगे परमाणु और आणविक रेखाओं, जैसे सं और OH कण से उत्सर्जन प्रकट कर सकते हैं. एक व्यापक रेंज पर एक कम संकल्प देने के लिए स्पेक्ट्रोग्राफ grating समायोजन दिलचस्प सुविधाओं की पहचान करने में मदद मिल सकती है, जो तब एक उच्च संकल्प संकरा रेंज ग्रेटिंग का उपयोग कर विश्लेषण किया जा सकता है.

इस तकनीक का मुख्य लाभ यह है कि यह पूरी तरह से गैर दखल ंदा नहीं है, तो यह बिजली जनरेटर के लिए किसी भी परिवर्तन की आवश्यकता नहीं है. एक फाइबर ऑप्टिक के माध्यम से प्रकाश परिवहन करके, कठोर विद्युत चुम्बकीय वातावरण से बिजली के हस्तक्षेप की मात्रा कम हो जाती है, जो अन्य प्रणालियों, जैसे कैमरे, अनुभव हो सकता है अगर पर्याप्त रूप से परिरक्षित नहीं. इसका मतलब यह है कि एक स्पेक्ट्रोग्राफ से डेटा संभावित रूप से बहुत कम शोर और अन्य उपकरणों की तुलना में कम हस्तक्षेप है. इस विशिष्ट तकनीक समय संकल्प की कमी और बिजली चाप के आगे लक्षणीकरण के बाद की कमी से सीमित है. उदाहरण के लिए, उच्च गति स्पेक्ट्रोग्राफ मौजूद है जो समय का उत्पादन कर सकते हैं हल वर्णक्रमीय तापमान और इलेक्ट्रॉन घनत्व माप के लिए अग्रणी डेटा.

यह उम्मीद है कि स्पेक्ट्रोस्कोपी एक महत्वपूर्ण उपकरण बन जाएगा, अन्य नैदानिक इंस्ट्रूमेंटेशन के साथ, प्रयोगशाला में बिजली चाप उत्पन्न समझ. यह विशेषता बिजली घटना हस्ताक्षर पर मानार्थ जानकारी योगदान और चाप के भीतर प्रतिक्रियाशील रासायनिक तत्वों की पहचान करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा. इस तकनीक के आगे के विकास भी अतिरिक्त विशेषताओं के व्युत्पत्ति में परिणाम हो सकता है.

Disclosures

लेखकों को खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.

Acknowledgments

लेखकों ने आभारी रूप से उन्नत इंजीनियरिंग और सामग्री (NRN073) और एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी संस्थान (113037) के माध्यम से अभिनव ब्रिटेन में S$r Cymru राष्ट्रीय अनुसंधान नेटवर्क द्वारा प्रदान की वित्तीय सहायता स्वीकार करते हैं.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Lightning Generator, including EMI shielded chambers, lightning rig and associated control and safety systems Cardiff University N/A Designed, developed and constructed by Cardiff University
60mm diameter tungsten electrodes with copper mountings Unknown N/A Available from any specialist electrode / high voltage equipment manufacturer
Spectrograph, including chassis, camera, optic fibre and control software Andor Chassis: SR-303i-B-SIL
Camera: DU420A-BU2
Optic Fibre: 249309 SR-OPT-8018-9RX
Software: Solis v4.25
Mercury argon calibration source Ocean Optics HG-1
Anaylsis software Microsoft Excel 2016

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References

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Mitchard, D., Clark, D., Carr, D., Stone, C., Haddad, A. Method for Recording Broadband High Resolution Emission Spectra of Laboratory Lightning Arcs. J. Vis. Exp. (150), e56336, doi:10.3791/56336 (2019).

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