Novel plasma torch diagnostic method based on multiple exposition CCD and correlation analysis

0047452 - ÚT 2007 RIV CZ eng J - Journal Article
Šonský, Jiří - Něnička, Václav
Novel plasma torch diagnostic method based on multiple exposition CCD and correlation analysis.
[Nové diagnostické metody dynamiky záření plazmatu založené na vícenásobné expozici CCD a korelační analýze.]
Czechoslovak Journal of Physics. Roč. 56, - (2006), B1371-B1376. ISSN 0011-4626.
[Symposium on Plasma Physics and Technology /22./. Prague, 26.06.2006-29.06.2006]
R&D Projects: GA ČR(CZ) GA202/04/1341
Institutional research plan: CEZ:AV0Z20570509
Keywords : plasma torch * CCD * correlation analysis
Subject RIV: BL - Plasma and Gas Discharge Physics
Impact factor: 0.568, year: 2006

Special diagnostic methods are needed for development of plasma sources as DC plasma torch, and for controlling their parameters in industry applications. Discussed methods are based on multiple exposition CCD camera equiped with fast rotating mirror wobble unit. In this configuration we again several snapshots (typically eight) in single frame, with mutual time differences of the order of tens microseconds. Additional arrangement of three mirrors allows us to divide the frame into two perpendicular views, which enable a rough 3D reconstruction of optical self-emisivity of generated plasma. The acquired images can be analysed by mathematic apparatus with various methods including simple and very fast subtraction of adjacent snapshots, or by correlation analysis. Subtraction can be easily used for determination of structures with higher or lower luminosity, including their movements. This allows determination of velocities in the generated plasma jet without any disturbance.

Specifické diagnostické metody jsou potřebné pro vývoj zdrojů plazmy, jako jsou DC plazmatrony a pro kontrolu jejich parametrů v průmyslových aplikacích. Uvedené metody jsou založené na vícenásobné expozici CCD chipu kamery vybavené rozmítací jednotkou s rychle rotujícím zrcátkem. Tímto systémem získáme několik snímků exponovaných v jednom záběru s časovým odstupem řádově 10 mikrosekund. Pomocí tří přídavných zrcadel je možno záběr rozdělit do dvou kolmých pohledů, z nich je možno přibližně zrekonstruovat 3D rozložení svítivosti plazmatu. Získané snímky jsou analyzovány pomocí matematických postupů - konstrukcí posloupnosti rozdílových snímků a výpočtem posloupnosti matic korelačních koeficientů sousedních snímků. Konstrukce vektorových polí pro výpočet korelačních koeficientů je realizována několika způsoby a tak získáváme informace o časovém nebo prostorovém vývoji plazmatu.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0003747