การพัฒนาแหล่งกำเนิดพลาสมาความหนาแน่นสูงที่ความดันบรรยากาศแบบไดอิเล็กทริกแบริเออร์ดิสชาร์จ

Abstract

ปัจจุบัน พลาสมาอุณหภูมิต่ำที่ความดันบรรยากาศเริ่มมีบทบาทเพิ่มขึ้นในอุตสาหกรรม การแพทย์ และงานวิจัยต่าง ๆ อย่างไรก็ตามพลาสมาในลักษณะนี้มักจะมีความหนาแน่นที่ค่อนข้างต่ำจึงมีข้อจำกัดทางด้านประสิทธิภาพและประเภทของงานที่นำไปใช้ งานวิจัยนี้เป็นการพัฒนาแหล่งกำเนิดพลาสมาแบบโคแอ็กเซียลไดอิเล็กทริกแบริเออร์ดิสชาร์จเพื่อกำเนิดพลาสมาความหนาแน่นสูงที่ความดันบรรยากาศ และการพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแรงดันสูงความถี่สูงขนาด 30 วัตต์ ที่ความถี่ระหว่าง 20 - 100 kHz แรงดันไฟฟ้า 40 kV[subscript pp] เพื่อใช้ขับดันแหล่งกำเนิดพลาสมา ซึ่งพบว่าแหล่งกำเนิดไฟฟ้าเมื่อต่อกับแหล่งกำเนิดพลาสมาที่พัฒนาขึ้นที่ 30 kV[subscript pp] มีช่วงความถี่ตอบสนองอยู่ระหว่าง 67.8 - 74 kHz และที่ 20 kV[subscript pp] มีช่วงระหว่าง 65.28 – 76.65 kHz สำหรับเครื่องกำเนิดพลาสมา ได้ทำการวิเคราะห์หาอุณหภูมิและความหนาแน่นอิเล็กตรอนของพลาสมาที่ได้โดยใช้เครื่องสเปกโทรสโกปีแบบเปล่งแสง (Optical Emission Spectrometer : OES) ในการวัดสเปกตรัม ใช้วิธีการเขียนกราฟของโบลทซ์มันน์ (Boltmann’s Plot) ในการหาอุณหภูมิ และใช้ความสัมพันธ์ของสมการซาฮาโบลทซ์มันน์ (Saha-Boltzmann equation) ในการหาความหนาแน่น นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาผลกระทบของขนาดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับแหล่งกำเนิดพลาสมาที่มีต่อความเข้มของสเปกตรัม อุณหภูมิ และความหนาแน่นของพลาสมา ซึ่งพบว่า ด้วยความสามารถของแหล่งจ่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ในขณะนี้ สเปกตรัมของอาร์กอนพลาสมาที่ได้ยังมีลักษณะคล้ายคลึงกันที่ขนาดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าต่าง ๆ ที่ทดลอง และอุณหภูมิของอิเล็กตรอนที่ได้อยู่ระหว่าง 1.67 eV ถึง 1.78eV ส่วนความหนาแน่นอิเล็กตรอนอยู่ในช่วง 0.14x10[superscript 24] m[superscript -3] ถึง 3.87x10[superscript 24] m[superscript -3]