[发明专利]常压下低温等离子体密度参数的诊别方法

权利要求书

1.常压下低温等离子体密度参数的诊别方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、用电压互感器检测放电通道内气体压降U_g(t)

步骤二、用电流互感器检测放电过程中的传导电流j_c(x，t)，x＝0～d_g，

式中：d_g为放电通道长度，x为放电通道中某一位置的坐标，

步骤三、根据步骤一获取的放电通道内气体压降U_g(t)和传导电流j_c(x，t)，利用公式

jT(t)=(2dBϵ0ϵB+dgϵ0)-1[∫0dgjc(x,t)ϵ0dx+∂Ug(t)∂t]]]>

获取总的放电电流j_T，

式中：ε₀为真空介电常数，ε_B为等离子体的相对介电常数，d_B为所电极表面所覆盖介质厚度，

步骤四、根据步骤三获取的总的放电电流j_T，利用公式

n(t)=ejT(t)=e(2dBϵ0ϵB+dgϵ0)-1[∫0djc(x,t)ϵ0dx+∂Ua(t)∂t]]]>

获取等离子体密度n(t)，

步骤五、获取离散化等离子体密度n^m+1(t)，以实现对等离子体密度参数的诊别。

2.根据权利要求1所述常压下低温等离子体密度参数的诊别方法，其特征在于，步骤五中获取离散化等离子体密度n^m+1(t)的过程为：

以下离散过程中离散成k份，m＝1，2，...k，k为正整数，

步骤51、电子、离子连续性方程差分方法离散化：

nem+1=nem+je,k+1/2m-je,k-1/2mhkΔt+Skm,]]>

nim+1=nim+ji,k+1/2m-ji,k-1/2mhkΔt+Skm,]]>

其中：S为描述带电粒子产生和复合的源项，

且通过S＝αμ_e|E(x，t)|n_e(x，t)-βn_e(x，t)n_i(x，t)获取，

其中：α为汤森电离系数，β为电子与离子间的复合系数；

μ_e为电子迁移率，

μ_i为离子迁移率，

E(x，t)为电场强度；

n_e(x，t)为电子密度，n_i(x，t)为离子密度；

步骤52、带电粒子及亚稳态分布的输运用动量方程表示为：

je(x,t)=-μeE(x,t)ne(x,t)-De∂ne(x,t)∂tji(x,t)=μiE(x,t)ni(x,t)-Di∂ni(x,t)∂t,]]>

其中：

D_e为电子扩散系数；D_i为离子扩散系数；

则其离散化得到：

je,k+1/2=De,k+1/2hkR1[ne,k-exp(α)(1+αβ)ne,k+1],]]>

ji,k+1/2=Di,k+1/2hkR1[ni,k-exp(α)(1+αβ)ni,k+1],]]>

式中：R1=-α2+2αβα3+eαα3(α3β+α2+2αβ-2α2β),]]>hk=2DkμeEk,]]>

jTm=1ϵ0Σk=1n-1jk+1/2mhk+ρϵ0ϵr(U0-Ugm)/dB,]]>

式中：ε_r为相对介电常数，且ε_r＝ε₀ε_B，

步骤53、根据步骤51和52获取离散化等离子体密度n^m+1(t)：

nm+1(t)=eϵ0Σk=1n-1jk+1/2mhk+eρϵ0ϵB(U0-Ugm)/dB+Skm.]]>