基于克爾效應(yīng)的水中納秒脈沖電暈放電流光頭部電場(chǎng)測(cè)量.pdf

1、水中脈沖電暈放電可以高效地降解有機(jī)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(qiáng)電場(chǎng)、沖擊波、化學(xué)反應(yīng)物種，其中流光頭部電場(chǎng)起著重要作用。測(cè)量流光頭部電場(chǎng)對(duì)于研究水中脈沖流光放電中流光傳播機(jī)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(cè)量技術(shù)方法的困難，目前對(duì)流光頭部電場(chǎng)的研究和測(cè)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(jī)構(gòu)建了流光頭部電場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)，能

2、夠針對(duì)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(chǎng)的時(shí)間演化過程。
　　基于MATLAB軟件開發(fā)了一個(gè)圖像處理界面，能夠讀取和顯示瀏覽實(shí)驗(yàn)所獲得的16位TIFF圖像，能夠針對(duì)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(jì)算區(qū)域，計(jì)算頭部電場(chǎng)值并繪制電場(chǎng)分布圖。
　　電場(chǎng)計(jì)算中涉及到阿貝爾反演問題。為此研究過程中對(duì)比了多種數(shù)據(jù)平

3、滑方法，從中選擇了Savitzky-Golay多項(xiàng)式方法對(duì)我們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理。對(duì)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(duì)實(shí)驗(yàn)獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)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(chǎng)的時(shí)間演化，比較放電產(chǎn)生的多個(gè)流光分枝頭部電場(chǎng)的異同，得到如下初步結(jié)論:
　　(1)流光頭部電場(chǎng)在水中傳播發(fā)展過程中的不同時(shí)刻流光頭部電場(chǎng)值是不同，整個(gè)放電過程中的時(shí)間平