基于克爾效應(yīng)的水中納秒脈沖電暈放電流光頭部電場測量.pdf

1、水中脈沖電暈放電可以高效地降解有機污染物和殺菌消毒，近年來在環(huán)保等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。水中脈沖電暈放電過程產(chǎn)生紫外線輻射、強電場、沖擊波、化學(xué)反應(yīng)物種，其中流光頭部電場起著重要作用。測量流光頭部電場對于研究水中脈沖流光放電中流光傳播機理以及水中脈沖流光放電技術(shù)應(yīng)用具有重要意義。但是由于測量技術(shù)方法的困難，目前對流光頭部電場的研究和測量工作開展得很少。
　　本研究基于克爾效應(yīng)，利用四分幅超高速ICCD相機構(gòu)建了流光頭部電場測量系統(tǒng)，能

2、夠針對同一放電脈沖連續(xù)拍攝4幅放電過程中克爾效應(yīng)引起的正常光和非正常光干涉的圖像，使得我們能夠方便地研究流光放電頭部電場的時間演化過程。
　　基于MATLAB軟件開發(fā)了一個圖像處理界面，能夠讀取和顯示瀏覽實驗所獲得的16位TIFF圖像，能夠針對顯示的圖像確定圖像比例尺、放電針尖電極位置，能夠確定流光頭部區(qū)域并從中選擇計算區(qū)域，計算頭部電場值并繪制電場分布圖。
　　電場計算中涉及到阿貝爾反演問題。為此研究過程中對比了多種數(shù)據(jù)平

3、滑方法，從中選擇了Savitzky-Golay多項式方法對我們的實驗數(shù)據(jù)進行平滑處理。對平滑處理后的數(shù)據(jù)采用傅里葉一漢克爾變換方法求阿貝爾反演積分。
　　利用我們開發(fā)的圖像處理界面，對實驗獲得的圖像數(shù)據(jù)進行處理，研究水中電暈放電流光傳播發(fā)展過程中流光頭部電場的時間演化，比較放電產(chǎn)生的多個流光分枝頭部電場的異同，得到如下初步結(jié)論:
　　(1)流光頭部電場在水中傳播發(fā)展過程中的不同時刻流光頭部電場值是不同，整個放電過程中的時間平