[发明专利]一种朗缪尔探针多麦斯威尔电子分布自动化分析方法

权利要求书

1.一种朗缪尔探针多麦斯威尔电子分布自动化分析方法，其特征在于：

步骤1：将伏安曲线以单麦斯威尔分布方式拟合，在一次使用种子参数拟合后，系统自动利用拟合的电子温度重新定义拟合范围进行拟合，如此反复循环达到以电子温度自身定义的拟合范围内达到自我趋同的最合理结果；

步骤2：利用单麦斯威尔拟合的最优结果作为的种子参数，进行双麦斯威尔分布方式拟合，通过循环反馈、反复拟合达到最优结果；

步骤3：进一步把参数输出作为三麦斯威尔分布拟合范围的种子参数进行三麦斯威尔分布方式拟合，在每一次的层递过程中，按参数结果决定是否适合双或三麦斯威尔分布分析；

步骤4：在确定了参数结果适合双或三麦斯威尔分布分析之后，再通过重组伏安曲线拟合电子密度及等离子体电势参数；

步骤5：将重组的伏安曲线与数据重叠绘画，供用户检查准确性；

所述步骤1具体如下：

步骤1.1：用户输入需要分析的伏安曲线档案号，系统读取数据后将之绘画成伏安曲线，并自动拟合、减去离子饱和流；

步骤1.2：将伏安曲线求导，获得拐点电势V_inf；

步骤1.3：系统将伏安曲线以电流为对数、电压为线性数的半对数图绘画，取拐点电势附近的种子拟合区间进行直线拟合，获得单麦斯威尔电子温度T_e1；

步骤1.4：系统重新以T_e1定义拟合区间进行拟合，并以此循环，直至所得T_e1与上次所得T_e1自我趋同；

步骤1.5：获得趋同T_e1后，系统进而通过利用拟合T_e1重组一条伏安曲线，然后在原来数据上拟合电子饱和流通过鞘层扩张增加的趋势线，以这条饱和流直线与利用T_e1重组的曲线之相交点作为等离子体电势V_p并推算出电子密度n_e；

所述步骤2具体如下：

步骤2.1：利用单麦斯威尔分布拟合过程步骤1所得，已减去离子饱和流的伏安曲线，在半对数化以后求导一次再取全曲线绝对值，寻找全曲线最低点V_hfit作为热电子温度T_h2拟合范围参考点；

步骤2.2：按V_hfitVV_hfit-10V拟合热电子温度T_h2，然后利用T_h2重组一条伏安曲线将之从数据中减去；

步骤2.3：在剩余曲线的V_infVV_inf-T_e1/e范围中拟合冷电子温度T_c2；

步骤2.4：拟合过后，将以V_hfitVV_hfit-T_h2/e及V_infVV_inf-T_c2/e分别作为拟合T_h2及T_c2的范围将以上拟合过程循环，直至T_h2及T_c2两个参数自我趋同；

步骤2.5：如果任何一个电子温度低于零，或是T_c2T_h2/1.7，则系统自动判定伏安曲线不适合用于双麦斯威尔分布分析，并向用户输出单麦斯威尔分布所得参数；否则，继续至步骤2.6；

步骤2.6：系统拟合V_p及电子密度n_e，以及每个温度分布的密度，输出双麦斯威尔分布所得参数，用于三麦斯威尔分布分析用途；

所述步骤3具体如下：

步骤3.1：系统先获得双麦斯威尔分布分析中的T_h2，T_c2；

步骤3.2：按双麦斯威尔分布的分析流程重新拟合T_h2；

步骤3.3：在减去T_h2部分的伏安曲线再次半对数化并求导；

步骤3.4：再次寻找当中的最低点V_mfit；

步骤3.5：在V_mfit+T_c2/eVV_mfit-T_c2/e范围中拟合中间电子温度T_m3；

步骤3.6：利用T_m3的拟合结果重组一条伏安曲线，从步骤3.5的曲线中减去；

步骤3.7：然后在剩余的数据中V_infVV_inf-T_c2/e再次拟合冷电子温度T_c3；

步骤3.8：进而以V_mfit+T_m3/2eVV_mfit-T_m3/2e代替拟合范围循环拟合T_m3，以V_infVV_inf-T_c3/e代替拟合范围循环拟合T_c3，直至两个温度趋同；

步骤3.9：如果任何温度出现负数，或T_c3T_m3/1.7，或T_m3T_h3/1.7，则判定曲线不适合三麦斯威尔分布分析，输出双麦斯威尔分布参数，否则，继续至步骤3.10；

步骤3.10：利用T_h3、T_m3及T_c3重组伏安曲线，再拟合V_p、n_e、每个温度的密度参数提供用户，并将重组的曲线与数据分别在对数图及线性图重叠，供用户校检拟合结果的准确性。