[发明专利]一种光纤光谱协同放电电流测量等离子体电子密度的方法

权利要求书

1.一种光纤光谱协同放电电流测量等离子体电子密度的方法，该方法通过光纤光谱协同放电电流测量等离子体电子密度装置实现，其特征在于：

使用微型光纤光谱测量通路和放电电流测量电路获得放电等离子体的光辐射谱和放电电流实时参量，计算机数据处理系统通过数据传输线分别与微型光纤光谱仪和数据采集器相连，用于读取光辐射信号和放电电流信号，并依据玻耳兹曼分布定律和气体分子运动理论经综合分析后计算出放电等离子体的电子密度；

其中所述微型光纤光谱测量通路组成如下：包括光纤探头(1)，传导光纤(2)，所述微型光纤光谱仪(3)和所述计算机数据处理系统(4)，其中所述光纤探头连接在所述传导光纤的一端，并被置于被测等离子体附近，所述传导光纤的另一端则与所述微型光纤光谱仪相连接，通过所述传导光纤将所述光纤探头收集到的光辐射信号传递给所述微型光纤光谱仪解读放电等离子体的光辐射谱，光辐射谱的波长和相对辐射强度数据参量再通过连接所述微型光纤光谱仪和所述计算机数据处理系统的数据传输线输入到所述计算机数据处理系统；

其中所述放电电流测量电路组成如下：包括电流传感器(5)、电流信号放大器(6)和所述数据采集器(7)，安装在放电装置低压电极端的所述电流传感器与所述电流信号放大器相连接，所述电流传感器检测到的放电电流信号经所述电流信号放大器放大后输入到所述数据采集器，再经数据传输线传递给所述计算机数据处理系统；

具体步骤为：同时使用所述微型光纤光谱测量通路和所述放电电流测量电 路获得放电等离子体的光辐射谱和放电电流实时参量，再通过所述计算机数据处理系统依据在气体分子运动理论基础上建立的以下公式将这些参量进行综合运算后计算出放电等离子体的电子密度：

式中，e为电子电荷，k为波尔兹曼常量，n_e为放电等离子体电子密度，单位为m^-3，I为放电电流，单位为A，S为放电等离子体电流通过截面，单位为m²，T_e为电子温度，单位为eV，电子温度T_e的计算采用光学光谱多谱线斜率法，测量光辐射信号的所述微型光纤光谱仪(3)具有不少于2048像素的线型CCD探测器和微光路系统。