Engineering
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Methode voor het opnemen van breedband-emissie spectra met hoge resolutie van laboratorium bliksem bogen
Chapters
Summary August 27th, 2019
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Emissie spectroscopie technieken zijn van oudsher gebruikt om inherent willekeurige bliksem bogen in de natuur te analyseren. In deze paper wordt een methode beschreven die is ontwikkeld om de emissie spectroscopie te verkrijgen van reproduceerbare Lightning-bogen die worden gegenereerd in een laboratoriumomgeving.
Transcript
Het algemene doel van dit experiment is het verkrijgen van het emissiespectrum van een gegenereerde bliksemboog. Deze methode kan helpen bij het begrijpen van de onderliggende bliksemmechanismen, de interactie met de lucht, en de interactie met andere elementen binnen de omgeving. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het niet opdringerig is en de bliksemboog niet verstoort.
Chris Stone, de manager van het Lightning Laboratory, helpt me om de procedure aan te tonen. Dit experiment maakt gebruik van de bliksemgenerator in het Morgan-Botti Lightning Lab van cardiff University. De bliksem wordt gegenereerd in een elektromagnetische impuls afgeschermde kamer.
In de kamer is er een blikseminstallatie. De rig heeft steunen voor arc-genererende elektroden. Twee meter van de rig is een statief ter ondersteuning van een kleine glasvezel.
De vezel wordt verzameld en gericht op het lozingsgebied. De glasvezel voert licht naar een tweede kamer op de top van de eerste;in de kamer is een computergestuurdspectrometersysteem. De glasvezel eindigt op het lichtdichte chassis van het systeem.
De twee kamers, het apparaat in verband met elk van hen, en de verbindingsvezel zijn afgebeeld in dit schema. Het spectrograafsysteem is gebaseerd op een Czerny-Turner configuratie met een brandpuntsafstand van 30 centimeter. Licht van de vezel gaat door een verstelbare 100-micrometer spleet.
Drie spiegels en een draaibaar rooster reflecteren licht in een digitale camera die werkt bij min 70 graden Celsius. De spectrale resolutie is 0,6 nanometer in een subbereik van 140 nanometer. Bereid elektroden gemaakt van een geschikt materiaal.
Dit experiment maakt gebruik van een paar wolfraam halfronden met een diameter van 60 millimeter. De voorbereiding van de elektroden vereist pluisvrije doeken, een sonisch waterbad en een reeks schuurpapier- en polijstdoekkwaliteiten. Maak één elektrode tegelijk schoon;begin met grof schuurpapier en wrijf de elektrode gedurende vijf minuten.
Wanneer u klaar bent, plaats het halfrond in een kamertemperatuur sonisch bad. Draag na 10 minuten schone handschoenen en verwijder het halfrond. Veeg het af met een pluisvrije doek.
Herhaal het rub-and-clean proces met fijnere kwaliteiten schuurpapier. Het doel is om verontreinigingen te verwijderen en een goede polish voor het experiment te bereiken. Wanneer beide elektroden schoon zijn, breng ze naar de kamer voor montage.
In dit experiment, wanneer gemonteerd, worden de elektroden gescheiden door 14 millimeter. Plaats in de elektrodekamer de glasvezel om het midden van de elektrodekloof te bekijken. Start via een besturingscomputer het spectrograafsysteem en verplaats het rooster naar de uitgangspositie van 450 nanometer, plaats vervolgens een kalibratiebron aan de open kant van de glasvezel en zet deze aan.
Optimaliseer het signaal op de besturingscomputer en neem de spectra op. Schakel de kalibratiebron uit en verwijder deze. Zoek de golflengten voor de bekende pieken van de bron voor kalibratie, in dit geval op de achterkant van het apparaat.
Voer deze waarden in de spectrograafbesturingssoftware in voor automatische kalibratie. Ga verder door het rooster te positioneren voor de volgende subrange, die de eerste overlap moet overlappen, en breng de kalibratiebron terug naar de voorkant van de glasvezel om dit bereik te kalibreren. Herhaal de kalibratiestappen over het gewenste golflengtebereik.
Voor het experiment sluit u de deur van de elektrodekamer en zorg ervoor dat deze lichtdicht is. Ga vervolgens naar de meldkamer van de bliksemgenerator. Zorg ervoor dat de deur is beveiligd.
Binnenin, schakel de bliksemgenerator in en ga vervolgens naar de computers om het experiment te bedienen en te controleren. Gebruik software op de besturingscomputer om de spectrograafrooster naar de startpositie van 450 nanometer te verplaatsen en gebruik de camera om een achtergrondafbeelding te maken. Selecteer vervolgens de golfvorm, in dit geval een met een piek van 100 kilo.amp.
Nadat u ervoor hebt gezorgd dat de spectrograaf wordt geactiveerd door de bliksemgebeurtenis, begint u met het opladen van het systeem en controleert u het laadniveau. Wanneer het opladen is voltooid, is het systeem klaar. Zet op oorbescherming voordat u begint met aftellen.
Druk op de knop om de bliksem te activeren. Kort na de boog verschijnt de bliksemgolfvorm in de software voor de besturing van de bliksemgenerator. Daarnaast zal de spectra verschijnen in de spectrograaf software.
Ga verder door nog drie metingen te doen met het rooster op 450 nanometer en verplaats het rooster vervolgens naar zijn volgende positie, 550 nanometer. Herhaal metingen op deze positie en op elk van de anderen in het gewenste bereik van golflengten. Deze gegevens zijn afkomstig van een 100 kilo-amp laboratorium gegenereerde bliksem boog.
Het is het resultaat van het gemiddelde van de gemeten spectra van elke subrange en het aan elkaar naaien van de subranges. Hier is dezelfde gegevens weergegeven als een intensiteit plot met de prominente pieken geïdentificeerd door vergelijking met een database. Stikstof, zuurstof, argon, en helium lijnen verschijnen als gevolg van hun aanwezigheid in de atmosfeer.
Wolfraam verschijnt als gevolg van de elektrode. Hoewel deze methode inzicht kan geven in gegenereerde bliksembogen, kan het ook worden toegepast op andere snelle elektrische ontladingen, zoals hoogspanning gedeeltelijke ontlading en vonken. Na het bekijken van deze video, moet u een goed begrip van hoe bliksemspectra opnemen van gegenereerde bliksembogen of van een andere snelle elektrische ontlading.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
