The authors would like to thank the Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen &#8222;Otto von Guericke&#8220; e.V., AiF (German Federation of Industrial Research Associations) and the Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG (German Research Foundation) for partly funding the presented work under contract number 14248 and STR 662/4-1, respectively.

1. Medição da Magnetron Nota: O esquema da montagem experimental para a medição do magnetrão é representada na Figura 1A. <ol><li> Conecte o magnetron para um isolante que consiste em um circulador e uma carga de água com 10 parafusos. </li><li> Ligue o isolador de um acoplador direccional com 10 parafusos. </li><li> Conecte o acoplador direcional para uma segunda carga de água com 10 parafusos. </li><li> Fornecer todas as cargas de água com água. </li><li> Calibrar o analisador de espectro com a sua função de calibração de acordo com o protocolo do fabricante. </li><li> Conecte um dB atenuador 20 para o analisador de espectro, ligando a 20 dB atenuador para o analisador de espectro. Nota: A 20 dB atenuador é usado para proteger o analisador de espectro de muito altas potências acima de 1 W. </li><li> Ligue o atenuador 20 dB equipado analisador de espectro para a extremidade do cabo coaxial equipada com um conector BNC ligando o coaxial do cabo para o atenuador de 20 dB. </li><li> Ligar a extremidade do cabo coaxial equipada com um conector N para o acoplador direccional, ligando o cabo coaxial ao cabo direccional. </li><li> Ligar o magnetrão através da fonte de alimentação e o espectro de microondas emitida é exibida no analisador de espectro. </li><li> Se necessário, ajustar a abscissa exibido, coordenar e sua resolução de acordo com o manual do analisador de espectro. </li><li> Para medir a frequência das micro-ondas na dependência da saída da potência de microondas, aumentar a potência de micro-ondas de 10% para o máximo de potência de saída de 5% a 10% de passo e para cada passo de determinar a frequência a amplitude máxima do espectro exibida pelo analisador de espectro. Nota: Normalmente, o espectro de um magnetrão abaixo de 10% da sua potência máxima de saída de frequência é muito ampla, apresenta muitos picos diferentes e, portanto, não é utilizável. </li></ol> 2. Ajuste dea frequência de ressonância Nota: O esquema da montagem experimental para medir e ajustar a frequência de ressonância é descrita na Figura 2A. <ol><li> Calibra-se o analisador de rede com o kit de calibração para a operação S11 (de acordo com o protocolo do fabricante). </li><li> Conecte o cabo coaxial através do N-conector para a parte coaxial de uma transição guia coaxial-to-rectangular-ondas, conectando o cabo coaxial à onda-guide-transição coaxial para. </li><li> Conecte a parte retangular da transição guia coaxial-to-rectangular-ondas para um sintonizador de três stub com 10 parafusos. </li><li> Ligue o sintonizador de três stub para o conjunto da tocha de plasma de microondas com 10 parafusos. </li><li> Na chave de menu analisador de rede para operação S11. </li><li> No menu de analisador de rede mudar para o modo VSWR ou modo de registrar. </li><li> Iterativamente ajustar a frequência de ressonância do conjunto de tocha de plasma de microondas para o Freque medidoNCY do magnetrão com uma potência de saída de 25% - 60% da potência máxima de saída, movendo o bocal para cima e para baixo. A frequência de ressonância do conjunto do maçarico de plasma de microondas é dada pela inclinação da medição de parâmetros S11, como representado na Figura 2B. Ajuste este mergulho movendo o bico para cima e para baixo com a freqüência recomendada. </li><li> Quando a frequência de ressonância é ajustado, bloquear a posição do bocal com a porca de bloqueio. </li><li> Aumente a potência de microondas para a frente de forma iterativa, ajustando os três tocos do sintonizador três stub movendo o tocos cima e para baixo. A energia de microondas absorvida pela montagem da tocha de plasma de microondas é dada pela profundidade do mergulho do parâmetro S11. Assim, maximizar este mergulho, ajustando os tocos do sintonizador de três stub. Geralmente, é suficiente que dois dos três topos são utilizados. </li></ol> 3. Ignição do Plasma <ol><li> Use óculos de proteção UV desde o plasma emite radia UVção. Operar a tocha plasma sob ventilação de gás local desde o plasma produz óxidos de nitreto. </li><li> Ligue o conjunto da tocha de plasma de microondas com o ressonador coaxial ajustado (bocal é bloqueado) e ajustado o sintonizador três derivação para o magnetrão equipado com um isolante que consiste de um dispositivo de circulação ligado a uma carga de água. </li><li> Ligue o fornecimento de gás para a tocha de plasma de microondas. </li><li> Ligue o fornecimento de gás para 5-20 SLM. </li><li> Como a radiação de microondas em doses mais elevadas é prejudicial especialmente para os olhos, verifique se existem fugas de microondas. <ol><li> Para isso, ligue o forno a uma potência muito baixa, de 10% para 12% e verifique todas as conexões de microondas com um medidor de microondas para detectar eventuais fugas. </li><li> Se houver quaisquer fugas removê-los completamente antes de aumentar a potência de microondas ou a funcionar a tocha de plasma de microondas. </li></ol></li><li> Se existem fugas ligar o microondas começando com baixas potências de 10% e aumentar o micpoder rowave lentamente dentro de 10 a 60 segundos até o plasma inflama no tubo de quartzo da tocha de plasma de micro-ondas. </li><li> Observar atentamente se e onde o plasma inflama, mas tome cuidado com microondas possivelmente irradiados. De preferência, use um espelho para a observação da ignição plasma. </li><li> Se nenhum plasma inflama, desligue a energia de microondas e verificar cuidadosamente se a energia de microondas é devidamente associado no ressonador coaxial e não equivocada de outros componentes aquecendo-os para cima ou até mesmo prejudicá-los. Verifique se alguns componentes estão a ficar aquecido. <ol><li> Se algum componente se aquece up - ou seja, o poder de microondas é equivocada - mover todos os topos do sintonizador três stub fora do guia de ondas e ajustá-los para maximizar o acoplamento de microondas para o conjunto da tocha plasma como descrito no passo 2.9. Em seguida, começar de novo com o passo 3.1. </li><li> Ajustar a frequência de ressonância do ressonador coaxial do maçarico de plasma para o envio de frequência do magNetron a uma suficiente alta potência de microondas, de 25% a 60% da potência máxima de saída com o analisador de rede, tal como descrito no passo 2. Para melhorar a ignição, ajustar a frequência de ressonância do ressonador coaxial como descrito no passo 2 para uma maior potência de saída. Em seguida, começar de novo com o passo 3.1. </li></ol></li><li> Se o plasma inflama em algum lugar da tocha de plasma e não muda automaticamente para o modo coaxial ou cilíndrico, variar o fluxo de energia de microondas e gás fornecido até que arde no modo cilíndrico. </li><li> Quando o plasma queima no modo cilíndrico, ajustar iterativamente os talões do sintonizador três topo, movendo-os para cima e para baixo de modo a que toda a energia de microondas fornecida é absorvida pelo plasma e da potência das microondas reflectidas torna-se zero. Nota: Se um diodo de micro-ondas é ligado à carga de água e para a entrada correspondente da unidade de controlo, a potência do microondas reflectidas é indicado no aparelho de micro-ondas a potência de alimentação de controle.Como fazer isso é descrito no manual da potência de microondas de abastecimento. </li><li> Quando os poderes de microondas mais elevados de 1,5 kW ou mais, e os fluxos de gás de baixa de menos de 15 slm são usados, verifique cuidadosamente se o plasma não toca nas paredes do tubo de quartzo. O tubo de quartzo não deve brilhar em qualquer lugar. </li><li> Se o tubo de quartzo brilha em vermelho, diminuir a potência de microondas ou aumentar o fluxo de gás até que ela desapareça completamente. </li><li> Uma vez que as microondas podem ser irradiada pelo plasma devido à condutividade do plasma, verificar com um medidor micro-ondas que a energia de microondas irradiada é inferior ao limiar. </li><li> Se a energia de microondas irradiada é acima do limiar, proteger o plasma com uma malha metálica onde o tamanho da malha é muito menor do que a metade do comprimento de onda de microondas utilizado. </li></ol> 4. de alta velocidade da câmera de filme do Ignition Plasma Observação: Uma vez que a ignição do plasma e a sua transição para o modo cilíndrico é na gama dealgumas centenas de milissegundos, esse processo pode ser melhor investigados por meio de uma câmera de alta velocidade. No entanto, não é necessário observar o processo de ignição por meio de uma câmara de alta velocidade cada vez que o plasma é inflamado. <ol><li> Coloque a lente da câmara de alta velocidade em frente do maçarico de plasma de microondas que olha através da abertura de diagnóstico na parte da frente do maçarico de plasma. </li><li> Ajuste até que a câmara está a apontar para o ressonador coaxial na ponta do bocal metálico. </li><li> Concentre-se a câmera na ponta do bico metálico. </li><li> Iniciar a gravação com 1000 fps (frames por segundo) com a câmara de alta velocidade. </li><li> Acenda o plasma como descrito na seção 3. </li></ol> 5. estável e contínuo Operação Plasma Nota: Quando o plasma foi inflamado no modo cilíndrico e o sintonizador três topo foi ajustado para maximizar a absorção da energia de microondas por um plasma estável e continoperação horia do maçarico de plasma é possível. <ol><li> Ajustar a dimensão - a extensão radial e axial - do plasma para a dimensão desejada através da variação da potência de microondas fornecida entre 10% e a potência de saída máxima e o fluxo de gás entre 10 e 70 sLm. Manter a dimensão radial limitada ao diâmetro do tubo de quartzo. O plasma não deve tocar a parede do tubo de quartzo que significa que o tubo de quartzo não deve brilhar. </li><li> Para formar o plasma de diferentes formas, utilizar um tubo de quartzo curto que apenas limita o plasma no interior do ressonador cilíndrica e colocar um orifício no topo do conjunto da tocha de plasma. </li><li> Se necessário, fixar os orifícios com alguns parafusos. </li></ol>

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	<li>Hong, Y. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave+plasma+torch+abatement+of+NF3+and+SF6.">Microwave plasma torch abatement of NF3 and SF6.</a> Phys. Plasma. 13, 033508 (2006).</li><li>Kabouzi, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abatement+of+perfluorinated+compounds+using+microwave+plasmas+at+atmospheric+pressure.">Abatement of perfluorinated compounds using microwave plasmas at atmospheric pressure.</a> J. Appl. Phys. 93 (12), 9483-9496 (2003).</li><li>Kabouzi, Y., Moisan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed+Microwave+Discharges+Sustained+at+Atmospheric+Pressure:+Study+of+Contraction+and+Filamentation+Phenomena.">Pulsed Microwave Discharges Sustained at Atmospheric Pressure: Study of Contraction and Filamentation Phenomena.</a> IEEE Transaction on Plasma Science. 33, 292-293 (2005).</li><li>Hong, Y. C., Uhm, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Abatement+of+CF4+by+atmospheric-pressure+microwave+torch.">Abatement of CF4 by atmospheric-pressure microwave torch.</a> Phys. Plasma. 10 (8), 3410-3414 (2003).</li><li>Leins, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+Characterisation+of+a+Microwave-heated+Atmospheric+Plasma+Torch.">Development and Characterisation of a Microwave-heated Atmospheric Plasma Torch.</a> Plasma Process. Polym. 6, 227-232 (2009).</li><li>Alberts, L., Kaiser, M., Leins, M., Reiser, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=&#252;ber+die+M&#246;glichkeit+des+Abbaus+von+C-haltigen+Abgasen+mit+atmosph&#228;rischen+Mikrowellen-Plasmen.">&#252;ber die M&#246;glichkeit des Abbaus von C-haltigen Abgasen mit atmosph&#228;rischen Mikrowellen-Plasmen.</a> Proc. UMTK, VDI-Berichte 2040 P3. , 217-221 (2008).</li><li>Leins, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entwicklung+und+Charakterisierung+einer+Mikrowellen-Plasmaquelle+bei+Atmosph&#228;rendruck+f&#252;r+den+Abbau+von+VOC-haltigen+Abgasen.">Entwicklung und Charakterisierung einer Mikrowellen-Plasmaquelle bei Atmosph&#228;rendruck f&#252;r den Abbau von VOC-haltigen Abgasen.</a> Proc. UMTK, VDI-Berichte 2040 P3. , (2008).</li><li>Fridman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Plasma Chemistry. , (2008).</li><li>Azizov, R. I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nonequilibrium+plasma+chemical+process+of+decomposition+of+CO2+in+a+supersonic+SHF+discharge.">The nonequilibrium plasma chemical process of decomposition of CO2 in a supersonic SHF discharge.</a> Sov. Phys. Dokl. 28, 567-569 (1983).</li><li>Moisan, M., Zakrzewski, Z., Pantel, R., Leprince, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Waveguide-Based+Launcher+to+Sustain+Long+Plasma+Columns+Through+the+Propagation+of+an+Electromagnetic+Surface+Wave.">Waveguide-Based Launcher to Sustain Long Plasma Columns Through the Propagation of an Electromagnetic Surface Wave.</a> IEEE Transaction on Plasma Science. 3, 203-214 (1984).</li><li>Moisan, M., Pelletier, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Microwave Excited Plasmas. , (1992).</li><li>Moisan, M., Sauv&#233;, G., Zakrzewski, Z., Hubert, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+atmospheric+pressure+waveguide+fed+microwave+plasma+torch:+the+TIA+design.">An atmospheric pressure waveguide fed microwave plasma torch: the TIA design.</a> Plasma. Sources Sci. Technol. 3, 584-592 (1994).</li><li>Jin, Q., Zhu, C., Borer, M. W., Hieftje, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+microwave+plasma+torch+assembly+for+atomic+emission+spectrometry.">A microwave plasma torch assembly for atomic emission spectrometry.</a> Spectorchim. Acta Part B. 46, 417-430 (1991).</li><li>Baeva, M., Pott, A., Uhlenbusch, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modelling+of+NOx+removal+by+a+pulsed+microwave+discharge.">Modelling of NOx removal by a pulsed microwave discharge.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 11, 135-141 (2002).</li><li>Korzec, D., Werner, F., Winter, R., Engemann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scaling+of+microwave+slot+antenna+(SLAN):+a+concept+for+efficient+plasma+generation.">Scaling of microwave slot antenna (SLAN): a concept for efficient plasma generation.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 5, 216-234 (1996).</li><li>Tendero, C., Tixier, C., Tristant, P., Desmaison, J., Leprince, P. h. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atmospheric+pressure+plasmas:+A+review.">Atmospheric pressure plasmas: A review.</a> Spectorchimica Acta Part B. 61, 2-30 (2006).</li><li>Ehlbeck, J., Ohl, A., Maa&#223;, M., Krohmann, U., Neumann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving+atmospheric+microwave+plasma+for+surface+and+volume+treatment.">Moving atmospheric microwave plasma for surface and volume treatment.</a> Surface and Coatings Technology. 174-175, 493-497 (2003).</li><li>Pipa, A. V., Andrasch, M., Rackow, K., Ehlbeck, J., Weltmann, K. -. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+microwave+volume+plasma+ignition+in+ambient+air.">Observation of microwave volume plasma ignition in ambient air.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 21 (3), 035009 (2012).</li><li>Baeva, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Puls+microwave+discharge+at+atmospheric+pressure+for+NOx+decomposition.">Puls microwave discharge at atmospheric pressure for NOx decomposition.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 11, 1-9 (2002).</li><li>Pott, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Experimentelle und theoretische Untersuchung gepulster Mikrowellenplasmen zur Abgasreinigung in Gemischen aus Stickstoff, Sauerstoff und Stickstoffmonoxid. , (2002).</li><li>Rackow, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microwave-based+characterization+of+an+athmospheric+pressure+microwave-driven+plasma+source+for+surface+treatment.">Microwave-based characterization of an athmospheric pressure microwave-driven plasma source for surface treatment.</a> Plasma Sources Sci. Technol. 20, 1-9 (2011).</li><li>Nowakowska, H., Jasinski, M., Mizeraczyk, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electromagnetic+field+distributions+waveguide-based+axial-type+microwave+plasma+source.">Electromagnetic field distributions waveguide-based axial-type microwave plasma source.</a> Eur. Phys. J. D. , 1-8 (2009).</li><li>Leins, M., Walker, M., Schulz, A., Schumacher, U., Stroth, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+Investigation+of+a+Microwave-Generated+Atmospheric+Pressure+Plasma+Torch.">Spectroscopic Investigation of a Microwave-Generated Atmospheric Pressure Plasma Torch.</a> Contrib. Plasma Phys. 52 (7), 615-628 (1002).</li><li>Leins, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Development and Spectroscopic Investigation of a Microwave Plasma Source for the Decomposition of Waste Gases. , (2010).</li><li>Langbein, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Entwicklung und Optimierung eines mikrowellenbasierten Atmosph&#228;rendruck-Mikroplasmas f&#252;r lokale Oberfl&#228;chenbehandlungen. , (2008).</li><li>Kamm, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spektroskopische Untersuchung eines Mikrowellen-Mikroplasma-Brenners. , (2011).</li><li>Weinrauch, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Spektroskopische Charakterisierung eines Mikrowellen-Mikroplasmabrenners f&#252;r die lokale Oberfl&#228;chenbehandlung. , (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

O filme apresentado explica como uma ignição de um plasma de microondas pressão atmosférica sem igniters adicionais podem ser realizados, os princípios básicos dessa tocha plasma de microondas, a sua regulação, o processo de ignição do plasma e do seu funcionamento estável e contínua. Como descrito na introdução, já existem diferentes tipos de maçaricos de plasma de micro-ondas, mas nenhum deles proporcionar um sistema de ignição do plasma sem quaisquer dispositivos de ignição adicionais assim como a...

Tochas de plasma de microondas pressão atmosférica oferecem uma variedade de diferentes aplicações. Por um lado, eles podem ser usados ​​para os processos químicos de volume e, por outro lado, a sua pós-luminescência de plasma pode ser aplicado para o tratamento de superfícies. Como tratamento de superfície processa o tratamento para aumentar a aderência da cola, tinta ou verniz ou de descontaminação ou de esterilização de superfícies pode ser chamado. O próprio plasma quente e reactivo pode ser utilizado para processos de volume, como a decomposição dos gases residuais 1-7. Estes gases residuais são prejudiciais, contribuir para o aquecimento global e dificilmente pode ser degradada convencionalmente. No entanto, eles são necessários no crescimento sectores industriais, tais como o ramo de semicondutores. Outras aplicações são a síntese química, como a dissociação de CO 2 para CO e O 2 ou CH 4 a carbono e 8,9 de hidrogênio. Energia elétrica excedente a partir de fontes renováveis ​​de energia pode ser usada para dissociar CO <sub&gt; 2 em CO e O2. O CO pode ser ainda processado para hidrocarbonetos superiores que podem ser utilizados como combustíveis sintéticos para o transporte, como produtos químicos de plataforma para a indústria química ou como armazenamento de produtos químicos. Existem alguns maçaricos de plasma de micro-ondas, mas a maioria deles tem desvantagens: eles só têm volumes muito pequenos de plasma, precisa de escorvas adicionais, necessitam de arrefecimento do reactor de plasma ou só pode ser operado em modo pulsado 10-18. O maçarico de plasma de microondas, apresentou neste filme oferece uma ignição do plasma apenas com a energia de microondas fornecida sem os dispositivos de ignição adicionais, bem como uma operação estável e contínua, sem qualquer arrefecimento do reactor de plasma para uma larga gama de parâmetros de operação e pode ser utilizada para todas as aplicações acima mencionadas. O maçarico de plasma de microondas é baseada numa combinação de dois ressonadores: um coaxial e um cilíndrico. O ressonador cilíndrico tem uma baixa qualidade e é operated no bem conhecido E 010 -mode com o maior campo elétrico em seu centro. O ressonador coaxial situa-se abaixo do ressonador cilíndrica e é constituído por um bocal metálico móvel em combinação com uma fonte de gás tangencial. A elevada qualidade do ressonador coaxial apresenta uma curva de ressonância muito estreita, mas de profundidade. Devido à alta qualidade do ressonador coaxial de um campo eléctrico de alta pode ser atingido, o que é necessário para a ignição do plasma. No entanto, a alta qualidade do ressonador coaxial está associada com uma curva de ressonância muito estreita e, por conseguinte, a frequência de ressonância tem de corresponder perfeitamente a frequência das micro-ondas fornecido. Uma vez que os deslocamentos de frequência de ressonância após a ignição do plasma devido à permissividade do plasma, o forno de microondas não pode penetrar no ressonador coaxial. Para a operação contínua do plasma é necessário o ressonador cilíndrica com uma baixa qualidade e uma curva de ressonância larga. Uma fonte de gás axial adicional através do bocal metálico do ressonador coaxial é possível. O plasma é inflamado e fechada num tubo de microondas-transparente, por exemplo um tubo de quartzo. A permissividade do tubo de quartzo, também afecta a frequência de ressonância. Uma vez que o quartzo tem uma permissividade de&gt; 1, o volume do ressonador é praticamente cilíndrica alargada que leva a uma menor frequência de ressonância. Este fenómeno tem de ser considerado quando as dimensões do ressonador são desenhados cilíndrica. Uma discussão detalhada sobre a forma como a frequência de ressonância é afectada pelo tubo de quartzo inserido pode ser encontrado na referência 23. Se um tubo de quartzo e de longa estendida é utilizado, este pode também actuar como da câmara de reacção para os processos de volume. No entanto, os tratamentos de superfície para o plasma pode também ter uma forma diferente por diferentes tipos de orifícios. O forno é fornecida através de uma guia de onda rectangular a partir do magnetrão. Para evitar a poluição sonora a utilização de um baixo magnetron ripple é recommterminou. O magnetron que é usado no filme é uma baixa ondulação. Para a ignição do plasma do ressonador coaxial de alta qualidade é usado enquanto uma operação estável e contínuo é fornecido pelo ressonador cilíndrica. Para conseguir a ignição do plasma pelo ressonador coaxial de alta qualidade a frequência de ressonância do ressonador este tem de corresponder perfeitamente a frequência das micro-ondas do magnetrão é fornecida por usado. Uma vez que todos os magnetrões não emitem a sua frequência de microondas a exactamente a frequência nominal e uma vez que a frequência é dependente da potência de saída, o magnetrão tem de ser medido com um analisador de espectro. A frequência de ressonância do ressonador coaxial pode ser ajustada movendo o bocal metálico cima e para baixo. Esta frequência de ressonância pode ser medida e, portanto, também ajustado para a frequência de envio do magnetrão utilizado com um analisador de rede. Para chegar ao campo eléctrico de alta na ponta do bocal, necessária para a igniçãodo plasma, é necessário um sintonizador três ramal em adição. Este três sintonizador topo é um componente de microondas utilizada. O sintonizador três esboço é montado entre o maçarico de plasma de microondas e o magnetrão. Após a frequência de ressonância do ressonador coaxial é ajustada, o poder para a frente é maximizada e a potência refletida minimizado pela iteratively ajustando os tocos do sintonizador de três stub. Depois do ajuste da frequência de ressonância do ressonador coaxial, bem como tendo maximizada os poderes para a frente por meio do sintonizador três esboço, o plasma do maçarico de plasma de microondas pode ser inflamada quando o maçarico de plasma de micro-ondas é ligado a um magnetrão. Para a ignição do plasma de um consumo mínimo de energia de microondas de cerca de 0,3 a 1 kW é suficiente. O plasma inflama no ressonador coaxial. Depois da ignição do plasma a frequência de ressonância do ressonador coaxial é deslocada devido à permissividade dieléctrica do plasma e microondas pode nenhumamais penetrar no ressonador coaxial. Assim, os interruptores de plasma de modo coaxial em seu modo cilíndrico muito mais extensas queima livre-situando-se acima do bocal metálico no centro do dispositivo de ressonância cilíndrica. Uma vez que a qualidade do modo cilíndrico é muito baixo e, por conseguinte, apresenta uma curva de ressonância larga, o forno de microondas ainda pode penetrar no ressonador cilíndrica apesar da mudança da frequência de ressonância devido à permissividade dieléctrica do plasma. Assim, um funcionamento contínuo e estável de plasma no modo cilíndrico é fornecido por o maçarico de plasma de microondas. No entanto, para alcançar uma completa absorção da energia de microondas fornecida, os topos do sintonizador três topo tem que ser reajustada. Caso contrário, a energia de microondas fornecida não é completamente absorvida pelo plasma, mas uma percentagem de microondas fornecida é reflectida e absorvida pela carga de água. Para examinar a ignição do plasma no coaxialo modo e, em seguida, a sua transição para o modo cilíndrico prolongado, a ignição do plasma é observado por uma câmara de alta velocidade. O filme apresentado irá mostrar como a dependência do magnetrão frequência é medida, a frequência de ressonância do ressonador coaxial é ajustado, como a potência de entrada seja maximizada e a forma como o plasma é inflamado pela energia de microondas fornecida. A gravação da câmera de alta velocidade também é mostrado.

<table><tbody><tr><td>2 kW magnetron</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>MH2000S 211BA</td><td></td></tr><tr><td>2 kW power supply</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>ML2000D-111TC</td><td></td></tr><tr><td>insulator - circulator with water load</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>MW1003A-210EC</td><td></td></tr><tr><td>water load</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>MW1002E-260EC</td><td></td></tr><tr><td>three stub tuner</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>MW2009A-260ED</td><td></td></tr><tr><td>orifices</td><td>homemade</td><td></td><td></td></tr><tr><td>microwave plasma torch</td><td>homemade</td><td></td><td></td></tr><tr><td>spectrum analyzer</td><td>Agilent</td><td>E4402B</td><td></td></tr><tr><td>network analyzer</td><td>Anritsu</td><td>MS4662A</td><td></td></tr><tr><td>calibration kit</td><td>Anritsu</td><td>model 3753</td><td></td></tr><tr><td>directional coupler</td><td>homemade</td><td></td><td></td></tr><tr><td>20 dB attenuator</td><td>Weinschee engineering</td><td>20 dB AA57u8</td><td></td></tr><tr><td>coaxial to rectangular wave guide transition</td><td>Muegge&amp;nbsp;</td><td>MW5002A-260YD</td><td></td></tr><tr><td>adaptor 7-16 to N connector</td><td>Teleg&amp;auml;rtner</td><td>7-16/N Adaptor</td><td></td></tr><tr><td>coaxial cable</td><td>Rosenberger Hochfrequenztechnik</td><td>LU7_070_800</td><td></td></tr><tr><td>high speed camera</td><td>Photron</td><td>fastcam SA5</td><td></td></tr><tr><td>lens</td><td>Revueflex</td><td>makro revuenon 1:3.5/28mm</td><td></td></tr><tr><td>local gas ventilation</td><td>Industrievertrieb Henning</td><td>ACD220</td><td></td></tr><tr><td>UV protection glasses</td><td>uvex</td><td>HC-F9178265</td><td></td></tr><tr><td>microwave leakage tester</td><td>conrad electronic</td><td>not available</td><td></td></tr><tr><td>microwave survey meter</td><td>Holaday industries inc.</td><td>81273</td><td></td></tr></tbody></table>

how to ignite an atmospheric pressure microwave plasma torch without any additional igniters

Este filme mostra como uma tocha de plasma pressão atmosférica podem ser inflamados por energia de microondas sem igniters adicionais. Após a ignição do plasma, uma operação estável e contínua do plasma é possível e o maçarico de plasma pode ser utilizado para muitas aplicações diferentes. Por um lado, a quente (temperatura de 3600 K gás) o plasma pode ser utilizado em processos químicos e, por outro lado, a pós-luminescência frio (temperaturas até quase RT) pode ser aplicada aos processos de superfície. Por exemplo sínteses químicas são processos de volume interessantes. Aqui, o maçarico de plasma de microondas pode ser utilizada para a decomposição de gases residuais que são prejudiciais e contribuem para o aquecimento global, mas que são necessários como gravura gases nos sectores em crescimento da indústria como o ramo de semicondutores. Outra aplicação é a dissociação de CO 2. Energia elétrica excedente a partir de fontes renováveis ​​de energia pode ser usada para dissociar CO 2 para CO e O2. O CO pode ser ainda mais processed de hidrocarbonetos líquidos ou gasosos mais elevados proporcionando assim o armazenamento de energia química, combustíveis sintéticos ou produtos químicos de plataforma para a indústria química. Aplicações de pós-luminescência do maçarico de plasma são o tratamento de superfícies para aumentar a aderência da laca, de cola ou de tinta, e a esterilização ou desinfecção de diferentes tipos de superfícies. O filme irá explicar como inflamar o plasma unicamente por energia de microondas sem igniters adicionais, por exemplo, faíscas elétricas. O maçarico de plasma de microondas é baseada numa combinação de dois ressonadores - um coaxial que fornece a ignição do plasma e um cilíndrico, que garante um funcionamento contínuo e estável de plasma, após a ignição. O plasma pode ser operado em um tubo transparente de microondas durante muito tempo processos de volume ou em forma de orifícios para fins de tratamento de superfície.

<html> Para proporcionar uma ignição de plasma sem quaisquer dispositivos de ignição adicionais assim como uma operação contínua e estável no plasma um ressonador coaxial de alta qualidade com uma frequência de ressonância ajustável foi combinada com uma baixa qualidade do ressonador cilíndrica a uma tocha de plasma de micro-ondas. O esquema desta maçarico de plasma é apresentado na Figura 3. O plasma é confinada num tubo de microondas-transparente, aqui um tubo de quartzo. Este tubo pode ...

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How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications.

Como inflamar uma pressão atmosférica Microondas Plasma Torch sem qualquer Ignitores adicionais

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

how-to-ignite-an-atmospheric-pressure-microwave-plasma-torch-without

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

19.4K visualizações.  University of Stuttgart. This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications. 

Vídeo: How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

Flame Experiments at the Advanced Light Source: New Insights into Soot Formation Processes

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics Beamline of the Advanced Light Source (ALS) of the Lawrence Berkeley National Laboratory1-4. This video demonstrates how the complex chemical structures of laboratory-based model flames are analyzed using flame-sampling mass spectrometry with tunable synchrotron-generated vacuum-ultraviolet (VUV) radiation. This experimental approach combines isomer-resolving capabilities with high sensitivity and a large dynamic range5,6. The first part of the video describes experiments involving burner-stabilized, reduced-pressure (20-80 mbar) laminar premixed flames. A small hydrocarbon fuel was used for the selected flame to demonstrate the general experimental approach. It is shown how species&#8217; profiles are acquired as a function of distance from the burner surface and how the tunability of the VUV photon energy is used advantageously to identify many combustion intermediates based on their ionization energies. For example, this technique has been used to study gas-phase aspects of the soot-formation processes, and the video shows how the resonance-stabilized radicals, such as C3H3, C3H5, and i-C4H5, are identified as important intermediates7. The work has been focused on soot formation processes, and, from the chemical point of view, this process is very intriguing because chemical structures containing millions of carbon atoms are assembled from a fuel molecule possessing only a few carbon atoms in just milliseconds. The second part of the video highlights a new experiment, in which an opposed-flow diffusion flame and synchrotron-based aerosol mass spectrometry are used to study the chemical composition of the combustion-generated soot particles4. The experimental results indicate that the widely accepted H-abstraction-C2H2-addition (HACA) mechanism is not the sole molecular growth process responsible for the formation of the observed large polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs).

Gas sampling from laboratory-scale flames with online analysis of all species by mass spectrometry is a powerful method to investigate the complex mixture of chemical compounds occurring during combustion processes. Coupled with tunable soft ionization via synchrotron-generated vacuum-ultraviolet radiation, this technique provides isomer-resolved information and potentially fragment-free mass spectra.

Experimentos chama na fonte luminosa avançada: novos insights sobre processos de formação de fuligem

The following experimental protocols and the accompanying video are concerned with the flame experiments that are performed at the Chemical Dynamics ...

Engenharia

Simultaneous Synthesis of Single-walled Carbon Nanotubes and Graphene in a Magnetically-enhanced Arc Plasma

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very promising application for molecular sensors, field effect transistor and super thin and flexible electronic devices1-4. Anodic arc discharge supported by the erosion of the anode material is one of the most practical and efficient methods, which can provide specific non-equilibrium processes and a high influx of carbon material to the developing structures at relatively higher temperature, and consequently the as-synthesized products have few structural defects and better crystallinity.
 To further improve the controllability and flexibility of the synthesis of carbon nanostructures in arc discharge, magnetic fields can be applied during the synthesis process according to the strong magnetic responses of arc plasmas. It was demonstrated that the magnetically-enhanced arc discharge can increase the average length of SWCNT 5, narrow the diameter distribution of metallic catalyst particles and carbon nanotubes 6, and change the ratio of metallic and semiconducting carbon nanotubes 7, as well as lead to graphene synthesis 8. 
 Furthermore, it is worthwhile to remark that when we introduce a non-uniform magnetic field with the component normal to the current in arc, the Lorentz force along the J&times;B direction can generate the plasmas jet and make effective delivery of carbon ion particles and heat flux to samples. As a result, large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes were simultaneously generated by such new magnetically-enhanced anodic arc method. Arc imaging, scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and Raman spectroscopy were employed to analyze the characterization of carbon nanostructures. These findings indicate a wide spectrum of opportunities to manipulate with the properties of nanostructures produced in plasmas by means of controlling the arc conditions.

Anodic arc discharge is one of the most practical and efficient methods to synthesize various carbon nanostructures. To increase the arc controllability and flexibility, a non-uniform magnetic field was introduced to process the one-step synthesis of large-scale graphene flakes and high-purity single-walled carbon nanotubes.

Síntese simultânea de nanotubos de carbono de parede única e de grafeno em um Plasma Arc magnética avançada

Carbon nanostructures such as single-walled carbon nanotubes (SWCNT) and graphene attract a deluge of interest of scholars nowadays due to their very ...

Bioengenharia

Experimental Methods of Dust Charging and Mobilization on Surfaces with Exposure to Ultraviolet Radiation or Plasmas

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using three recently developed experiments in which dust particles are exposed to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. The UV light source has a narrow bandwidth in wavelength centered at 172 nm. The beam electrons with the energy of 120 eV are created with a negatively biased hot filament. When the vacuum chamber is filled with the argon gas, a thermal plasma is created in addition to the electron beam. Insulating dust particles of a few tens of microns in diameter are used in the experiments. Dust particles are recorded to be lofted to a height up to a few centimeters with a launch speed up to 1 m/s. These experiments demonstrate that photo and/or secondary electron emission from a dusty surface changes the charging mechanism of dust particles. According to the recently developed &#34;patched charge model&#34;, the emitted electrons can be re-absorbed inside microcavities between neighboring dust particles below the surface, causing the accumulation of enhanced negative charges on the surrounding dust particles. The repulsive forces between these negatively charged particles may be large enough to mobilize and lift them off the surface. These experiments present the advanced understanding of dust charging and transport on dusty surfaces, and laid a foundation for future investigations of its role in the surface evolution of airless planetary bodies.

Dust charging and mobilization is demonstrated in three experiments with exposure to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. These experiments present the advanced understanding of electrostatic dust transport and its role in shaping the surfaces of airless planetary bodies.

Métodos experimentais de poeira e mobilização sobre superfícies com exposição à radiação ultravioleta ou Plasmas de

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using ...

Ambiente

Emission Spectroscopic Boundary Layer Investigation during Ablative Material Testing in Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution for future high-speed reentry missions. But despite the advancements made since Apollo, heat flux prediction remains an imperfect science and engineers resort to safety factors to determine the TPS thickness. This goes at the expense of embarked payload, hampering, for example, sample return missions. 
Ground testing in plasma wind-tunnels is currently the only affordable possibility for both material qualification and validation of material response codes. The subsonic 1.2MW Inductively Coupled Plasmatron facility at the von Karman Institute for Fluid Dynamics is able to reproduce a wide range of reentry environments. This protocol describes a procedure for the study of the gas/surface interaction on ablative materials in high enthalpy flows and presents sample results of a non-pyrolyzing, ablating carbon fiber precursor. With this publication, the authors envisage the definition of a standard procedure, facilitating comparison with other laboratories and contributing to ongoing efforts to improve heat shield reliability and reduce design uncertainties.
The described core techniques are non-intrusive methods to track the material recession with a high-speed camera along with the chemistry in the reactive boundary layer, probed by emission spectroscopy. Although optical emission spectroscopy is limited to line-of-sight measurements and is further constrained to electronically excited atoms and molecules, its simplicity and broad applicability still make it the technique of choice for analysis of the reactive boundary layer. Recession of the ablating sample further requires that the distance of the measurement location with respect to the surface is known at all times during the experiment. Calibration of the optical system of the applied three spectrometers allowed quantitative comparison. At the fiber scale, results from a post-test microscopy analysis are presented.

Development of new ablative materials and their numerical modeling requires extensive experimental investigation. This protocol describes procedures for material response characterization in plasma flows with the core techniques being non-intrusive methods to track the material recession along with the chemistry in the reactive boundary layer by emission spectroscopy.

Emissão espectroscópica Boundary Investigation Camada durante ablativo Teste de material em Plasmatron

Ablative Thermal Protection Systems (TPS) allowed the first humans to safely return to Earth from the moon and are still considered as the only solution ...

Non-equilibrium Microwave Plasma for Efficient High Temperature Chemistry

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose of efficiently driving non-equilibrium chemistry is discussed. The advantage of a flowing plasma reactor is that continuous chemical processes can be driven with the flexibility of startup times in the seconds timescale. The plasma approach is generically suitable for conversion/activation of stable molecules such as CO2, N2 and CH4. Here the reduction of CO2 to CO is used as a model system: the complementary diagnostics illustrate how a baseline thermodynamic equilibrium conversion can be exceeded by the intrinsic non-equilibrium from high vibrational excitation. Laser (Rayleigh) scattering is used to measure the reactor temperature and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to characterize in situ internal (vibrational) excitation as well as the effluent composition to monitor conversion and selectivity.

This article describes a flowing microwave reactor that is used to drive efficient non-equilibrium chemistry for the application of conversion/activation of stable molecules such as CO2, N2 and CH4. The goal of the procedure described here is to measure the in situ gas temperature and gas conversion.

Plasma de microondas sem equilíbrio para química de alta temperatura eficiente

A flowing microwave plasma based methodology for converting electric energy into internal and/or translational modes of stable molecules with the purpose ...

Química

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. The reactions of cold plasma with the surrounding atmosphere yield a variety of reactive species, which can define its effectiveness. While efficient development of cold plasma therapy requires kinetic models, model benchmarking needs empirical data. Experimental studies of the source of reactive species detected in aqueous solutions exposed to plasma are still scarce. Biomedical plasma is often operated with He or Ar feed gas, and a specific interest lies in investigation of the reactive species generated by plasma with various gas admixtures (O2, N2, air, H2O vapor, etc.) Such investigations are very complex due to difficulties in controlling the ambient atmosphere in contact with the plasma effluent. In this work, we addressed common issues of &#39;high&#39; voltage kHz frequency driven plasma jet experimental studies. A reactor was developed allowing the exclusion of ambient atmosphere from the plasma-liquid system. The system thus comprised the feed gas with admixtures and the components of the liquid sample. This controlled atmosphere allowed the investigation of the source of the reactive oxygen species induced in aqueous solutions by He-water vapor plasma. The use of isotopically labelled water allowed distinguishing between the species originating in the gas phase and those formed in the liquid. The plasma equipment was contained inside a Faraday cage to eliminate possible influence of any external field. The setup is versatile and can aid in further understanding the cold plasma-liquid interactions chemistry.

An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere.

Uma configuração Plasma Pressão atmosférica para investigar a formação de espécies reativas

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

Treating Surfaces with a Cold Atmospheric Pressure Plasma using the COST-Jet

In recent years, non-thermal atmospheric pressure plasmas have been used extensively for surface treatments, in particular, due to their potential in biological applications. However, the scientific results often suffer from reproducibility problems due to unreliable plasma conditions as well as complex treatment procedures. To address this issue and provide a stable and reproducible plasma source, the COST-Jet reference source was developed.
In this work, we propose a detailed protocol to perform reliable and reproducible surface treatments using the COST reference microplasma jet (COST-Jet). Common issues and pitfalls are discussed, as well as the peculiarities of the COST-Jet compared to other devices and its advantageous remote character. A detailed description of both solid and liquid surface treatment is provided. The described methods are versatile and can be adapted for other types of atmospheric pressure plasma devices.

This protocol is presented to characterize the setup, handling, and application of the COST-Jet for the treatment of diverse surfaces such as solids and liquids.

Tratando superfícies com um plasma de pressão atmosférica fria usando o CUSTO-Jet

In recent years, non-thermal atmospheric pressure plasmas have been used extensively for surface treatments, in particular, due to their potential in ...

Building Langmuir Probes and Emissive Probes for Plasma Potential Measurements in Low Pressure, Low Temperature Plasmas

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) and their local spatial concentrations, for electron temperatures, and for electrostatic plasma potential measurements, since its invention by Langmuir in the early 1920s. Emissive probes are used for measuring plasma potentials. The protocols exhibited in this work serve to demonstrate how these probes may be built for use in a vacuum chamber in which a plasma discharge may be confined and sustained. This involves vacuum techniques for building what is essentially an electrical feedthrough, one that is rotatable and translatable. Certainly, complete Langmuir probe systems may be purchased, but they can also be built by the user at considerable cost savings, and at the same time be more directly adapted to their use in a particular experiment. We describe the use of Langmuir probes and emissive probes in mapping the electrostatic plasma potential from the body of the plasma up to the sheath region of a plasma boundary, which in these experiments&#160;is created by a negatively biased electrode immersed within the plasma, in order to compare the two diagnostic techniques and assess their relative advantages and weaknesses. Although Langmuir probes have the advantage of measuring the plasma density and electron temperature most accurately, emissive probes can measure electrostatic plasma potentials more accurately throughout the plasma, up to and including the sheath region.

The main goal of this work is to make it easier for research groups unfamiliar with Langmuir probes and emissive probes to use them as plasma diagnostics, especially near plasma boundaries. We do this by demonstrating how to build the probes from readily available materials and supplies.

Construção de Sondas Langmuir e Sondas Emissivas para Medições de Potencial de Plasma em Plasmas de Baixa Pressão e Baixa Temperatura

Langmuir probes have long been used in experimental plasma physics research as the primary diagnostic for particle fluxes (i.e., electron and ion fluxes) ...

Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy: Principle

Inductively coupled plasma (ICP) is the most widely used plasma source in atomic emission spectroscopy (AES), also known as Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). The ICP source, or torch, consists of three concentric quartz tubes with argon gas flowing through them. A spark from a Tesla coil initiates the ionization of argon, generating a high-temperature plasma.
The ions and electrons produced interact with the fluctuating magnetic field created by a water-cooled induction coil powered by a radio-frequency generator. This interaction leads to ohmic heating, forming a high-temperature plasma and providing an optimal environment for elemental analysis. Sample introduction in ICP-AES can be achieved using different methods, such as a concentric glass nebulizer or electrothermal vaporization. In the former, the sample is transported by the Bernoulli effect with the help of high-velocity argon gas, forming fine droplets that enter the plasma. In the latter, the sample is vaporized in a furnace before being introduced into the plasma via a stream of argon.
Configurations for ICP spectrometers include radial or axial viewing. Horizontally oriented, axially viewed plasma is ideal for high-sensitivity analyses. It features a unique cooled cone interface (CCI) that prevents the optics from considering the cooler plasma tail, reducing interferences and improving the system&#39;s tolerance to high dissolved solids. Vertically oriented, radially viewed plasma is suitable for challenging applications, such as the analysis of oils, organic solvents, geological/metal digests, and high total dissolved solids (TDS) solutions.
Isothermal contours depict the range of temperatures experienced by sample atoms in the plasma during their residence time before reaching the observation point. This results in more complete atomization and fewer chemical interferences. The ICP source in AES offers numerous advantages, including chemically inert atomization, uniform temperature distribution, linear calibration curves over a wide range of concentrations, and significant ionization, making it an excellent choice for ICP-MS applications.

Espectroscopia de Emissão Atômica com Plasma Indutivamente Acoplado: Princípio

Inductively coupled plasma (ICP) is the most widely used plasma source in atomic emission spectroscopy (AES), also known as Inductively Coupled Plasma ...

Como inflamar uma pressão atmosférica Microondas Plasma Torch sem qualquer Ignitores adicionais

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