نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• حمیدرضا قمی
• رضا عماد هیودی
• پوریا سیفی

پژوهشکدة لیزر و پلاسما، دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

در این مطالعه روشی نوین جهت اندازه‌گیری سرعت گلوله‌های پلاسمایی، مبتنی بر دریافت و آشکارسازی سیگنال الکتریکی گلوله‌ها با استفاده از ‏آرایه‌ای از آنتن آبشاری در فوارۀ (جت) پلاسمای آرگون با ساختار نوک- حلقه ارائه ‌شده است. در این ساختار الکترود نوک نقش محرک تولید پلاسما و ‏الکترود حلقه نقش کنترل فوارۀ پلاسما را بر عهده دارد. جهت بررسی ومطالعۀ تغییرات فوارۀ پلاسما الکترود حلقه در فواصل مختلف نسبت به ‏الکترود نوک قرار داده شده و تغییرات ایجاد شده در سرعت گلوله‌ها اندازه‌گیری شده است. در آزمایش‌ها مشاهده شد که اگر دو الکترود از هم ‏‏5/1 سانتی‌متر فاصله داشته باشند، در فاصلة 15 سانتی‌متری از محل تشکیل پلاسما، سرعت گلوله‌ها حدوداً 140 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. ‏اگر دو الکترود 25/3 سانتی‌متر از هم فاصله داشته باشند گلوله‌ها حدوداً 120 کیلومتر بر ثانیه سرعت دارند و درصورتی‌که دو الکترود 5 سانتی‌متر ‏از هم فاصله داشته باشند، سرعت گلوله‌ها حدوداً 100 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. با بررسی نتایج مشاهده شد که با افزایش فاصلة بین دو ‏الکترود، سرعت گلوله‌های پلاسمایی نیز به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. همچنین نتایج نشان داد که با فاصله گرفتن از محل تشکیل پلاسما ‏در تیوب فواره، سرعت متوسط گلوله‌های پلاسمایی افزایش می‌یابد. به‌طور مثال در فاصلة 21 سانتی‌متری از آن، سرعت متوسط گلوله‌های ‏پلاسمایی در هر سه پیکربندی در حدود 120 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود. در نهایت با تغییر توان الکتریکی به این نتیجه رسیدیم که با افزایش ‏توان الکتریکی سرعت گلوله‌ها افزایش می‌یابد. طبق نتایج به‌دست آمده با دو برابر شدن توان اعمالی مشاهده شد که در فاصلة 15 سانتی‌متری ‏از محل تشکیل پلاسما سرعت گلوله‌ها در توان پایین‌تر حدوداً 40 کیلومتر بر ثانیه و در توان بالاتر حدوداً 90 کیلومتر بر ثانیه خواهد بود؛ این ‏نتایج در صورتی حاصل شده است که فاصلة دو الکترود از هم 25/3 سانتی‌متر است‏.

کلیدواژه‌ها

• گلوله‌ پلاسمایی
• سیگنال الکتریکی
• فوارۀ پلاسمای آرگون
• سرعت گلوله

موضوعات

• تجربی

عنوان مقاله [English]

Application of cascade antenna array to diagnose plasma bullets and investigation the ‎velocity of bullets in an argon plasma jet

نویسندگان [English]

• Hamidreza Ghomi
• Reza Emad Heyvedi
• Pourya Seyfi

Laser and Plasma Research Institute, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this study, a new method for measuring the velocity of plasma bullets, based on receiving and detecting the electrical signal of the bullets using an array of cascading antennas in an argon plasma jet with a tip-ring structure is presented. In this structure, the tip electrode plays the role of igniter of plasma generation and the ring electrode plays the role of controlling the plasma jet. To study the variations in the plasma jet, the ring electrode was located at different distances from the tip electrode and the variations in the velocity of the bullets were measured. The experiments showed that if the two electrodes were 1.5 cm apart, at a distance of 15 cm from the plasma formation site, the velocity of the bullets would be about 140 km/s. If the two electrodes are 3.25 cm apart, the bullets will have a speed of about 120 km/s, and if the two electrodes are 5 cm apart, the bullets will have a speed of about 100 km/s. Examination of the results showed that by increasing the distance between the two electrodes, the velocity of plasma bullets also decreases significantly. The results also showed that by moving away from the plasma formation site in the jet tube, the average velocity of plasma bullets increases. For example, at a distance of 21 cm from it, the average speed of plasma bullets in all three configurations will be about 120 km/s. Finally, by varying the electrical power, we concluded that as the electrical power increases, the speed of the bullets increases. According to the obtained results, by doubling the applied power, it was observed that at a distance of 15 cm from the place of plasma formation, the velocity of the bullets will be about 40 km/s at lower power and about 90 km/s at higher power; These results are obtained if the distance between the two electrodes is 3.25 cm and the initial electrical power is 20 Watts.

کلیدواژه‌ها [English]

• plasma bullet
• electrical signal
• argon plasma jet
• bullet velocity