Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние исследования процессов возбуждения многоканальных поверхностных разрядов и особенности их применения в газоразрядной технике и технологии 18
1.1. К вопросу о применении поверхностных разрядов в газоразрядной технике и технологии... 22
1.2. Особенности физики процессов формирования незавершенных поверхностных разрядов 29
1.3. Анализ механизма взаимодействия зарядовых рельефов с диэлектриком 35
1.4. Анализ путей регулируемого повышения энерговклада в плазменные электроды с НПР 45
1.5. Цель и задачи исследования 49
2. Исследование электрофизических процессов формирования незавершенных поверхностных разрядов на неподвижных и движущихся диэлектрических слоях 50
2.1. Диагностический комплекс для исследования волновых и канальных структур НПР... 51
2.2. Обоснование выбора электродных систем для возбуждения НПР как объекта исследования...
2.3. Анализ распределения электрического поля модельного зарядового барьера с куполообразным распределением плотности поверхностных зарядов 62
2.4. Сравнительное исследование остаточных зарядных структур при увеличении скорости возрастания импульса напряжения на высоковольтном электроде в системе возбуждения СР 70
2.5. Исследование процесса формирования УПР в электромеханической системе роторного типа при постоянном напряжении 78
2.6. Выводы 86
. Анализ распределения электрического поля в электродных системах возбуждения незавершенных поверхностных разрядов 88
3.1. Распределение электрического поля высоковольтного электрода в традиционной электродной системе скользящего разряда 89
3.2. Анализ распределения электрического поля в разрядном промежутке с подвижным электродом 93
3.3. Расчет составляющих электрического поля в разрядном промежутке НПР с
зарядовым барьером у высоковольтного электрода в системе электродов СР 108
3.4. Моделирование характера распространения поверхностных газоразрядных структур НПР
3.5. Выводы 121
.4. Формирование скользящего разряда на диэлектрической подложке с дополнительньмпотенциальньм барьером-электродом 123
4.1. Совершенствование конструкции электродной системы возбуждения барьерно-запертого скользящего разряда 124
4.2. Исследование фаз развития барьерно-запертого скользящего разряда в системе с дополнительным потенциальным барьером-электродом 131
4.3 Исследование процесса формирования комбинированного скользящего разряда на профилированной диэлектрической подложке 141
4.4. Разработка рабочих камер газовых лазеров на основе двухрежимного плазменного электрода
с комбинированным скользящим разрядом 147
4.5. Установка для подавления микрофлоры на семенах колосовых культур 152
4.6.Выводы 154
Разработка электрофизических и электротехнологических устройств на базе незавершенных поверхностных разрядов и результаты их применения 156
5.1. Генераторы с НПР в озонотехнологии 156
5.1.1 .Разработка измерительного комплекса для озонотехнологических исследований 157
5.1.2. Разработка озонотерапевтического комплекса 170
5.1.3. Результаты исследования процесса оксидирования металлов в озоновоздушной атмосфере разрядной камеры озонатора с НПР 175
5.2 Разработка разрядных камер плазмохимических генераторов с УПР для бактерицидной и химической обработки воздуха без превышения ПДК на озон и окислы азота 180
5.3. Примеры перспективного использования незавершенных поверхностных разрядов в технике 190
5.4. Результаты внедрения газоразрядных устройств с плазменными электродами на основе НПР 197
5.4.1. Разработка экспериментальной модели газоразрядного генератора для вентиляторного блок
а воздухоочистителя "Элион" ОАО "Трансформатор" 198
5.4.2. Результаты разработки оптической системы определяющей содержание озона в газах 201
5.4.3. Результаты апробации медицинского озонотерапевтического комплекса в ЛОР - клинике СамГМУ 202
5.4.4. Результаты разработки газоразрядной технологии оксидирования, упрочнения и защиты
колец подшипников для ОАО "Самарский подшипниковый завод" 205
5.4.5.Результаты разработки модели газоразрядной камеры лазера на основе КСР 207
5.4.6. Результаты применения газоразрядных генераторов с плазменными электродами на основе НПР для модифицирования поверхности полупроводников в СамГУ 208
Заключение 213
Список использованных источников
- Особенности физики процессов формирования незавершенных поверхностных разрядов
- Анализ распределения электрического поля модельного зарядового барьера с куполообразным распределением плотности поверхностных зарядов
- Анализ распределения электрического поля в разрядном промежутке с подвижным электродом
- Исследование фаз развития барьерно-запертого скользящего разряда в системе с дополнительным потенциальным барьером-электродом
Особенности физики процессов формирования незавершенных поверхностных разрядов
Благодаря уникальным характеристикам поверхностных разрядов, плазменные листы и электроды на основе ПР находят сегодня все большее применение в рабочих камерах лазеров, элементов сильноточной электроники, а также плазмохимических генераторов, предназначенных для обработки материалов и сред [9,12,14-15,17,19,22,26,28,43,131,135,148, 181-182]. Впервые практический интерес к поверхностным разрядам проявился, начиная уже с конца Х1Х-го века, когда в 1887 г. скользящий по поверхности диэлектрика разряд был использован в качестве источника излучения немецким ученым А. Теплером в разработанном им же методе теневой регистрации фазовых неоднородностей в прозрачных преломляющих средах [35]. Дальнейшее возрастание интереса к физике ПР связано с началом 60-х годов благодаря появлению мощных газовых лазеров и поискам эффективных средств формирования и поддержания устойчивых объемных разрядов в средах атмосферного давления [28,41,43]. На основании экспериментальных и теоретических исследований данного вопроса было установлено, что использование предионизации больших разрядных промежутков УФ -излучением вспомогательных разрядов приводит к сокращению приэлектродных областей тлеющего разряда, повышает его устойчивость к контрагированию с ростом давления рабочей среды [41].
Такому использованию сильноточных СР, формируемым при крутизне фронта импульсов напряжения dU/dt«1012 В/сек в условиях остронеоднородного электрическом поле с преобладанием нормальной к поверхности диэлектрика составляющей, способствовали результаты сравнительных спектральных исследований завершенного скользящего разряда в области вакуумного ультрафиолета [121,186]. Из полученных соотношений интенсивностей в [105, 121, 166] следует, что в случае использования листовой плазмы завершенного СР в качестве плазменного катода, освещенность межэлектродного промежутка ионизирующим излучением с А.=120 нм в 10 раз больше по сравнению с искровых предионизаторов сбоку от разрядного промежутка при одинаковом уровне энерговклада. Неслучайно значительно позднее, именно существенная спектральная яркость завершенного скользящего разряда в диапазоне вакуумного УФ - излучения позволила использовать сильноточный СР в технологических процессах "сухого" травления микроструктур и прецизионной очистки поверхностей от органических загрязнений [37,109-110].
Сегодня общепризнанным является вклад отечественных ученых в развитие методов предионизации разрядных промежутков широкоапертурных импульсных TEA -лазеров за счет использования завершенного СР в качестве плазменного электрода. В этом направлении наиболее известными являются работы Кузьмина Г.П. (Институт общей физики РАН) [105] и Борисова В.М (Филиал института атомной энергии) [26], которые обосновали перспективность применение импульсных и импульсно-периодических плазменных электродов в рабочих камерах СОг и эксимерных лазеров [181]. Так например, из ранних работах по созданию ССЬ-лазеров атмосферного давления известно использование многоканального завершенного СР в качестве плазменного электрода, формируемого на поверхности диэлектрика системой инициирующих металлических электродов-ячеек [144]. Объемный разряд в рабочей камере лазера возбуждался непосредственно с поверхности плазменного листа-катода и замыкался на металлический анод, расположенный на расстоянии 200 мм. Однако использование в конструкции многоячеистой системы возбуждения завершенного СР снижало однородность получаемого объемного разряда.
В результате дальнейшего совершенствования лазерной газоразрядной техники возросли требования к плазменным электродам на основе ПР и интегральным показателям качества эффективности воздействия плазменного листа на среды. Одним из таких показателей является уровень концентрации нарабатываемых СР фотоэлектронов [26,72].
В работе [94] представлены результаты измерения электронной концентрации Пе от вложенной в многоканальный СР удельной энергии Wcp и расстояния / до разряда в различных газовых смесях. Здесь завершенный СР формировался на поверхности стеклотекстолитовой пластины толщиной 1.5 мм при расстоянии между электродами 50 мм, в качестве датчика Пе использовался цилиндр Фарадея. Возбуждение СР осуществлялось с помощью двухступенчатого генератора Маркса с емкостью в ударе 5 нФ, зарядным напряжением 20-40 кВ и индуктивностью контура питания 150 нГн.
На рис. 1.3 представлены зависимости распределения фотоэлектронов Пе по ширине межэлектродного промежутка возбуждаемого объемного разряда. Из приведенных зависимостей Пе= Пе(/ ) очевидно, что распределения концентрации фотоэлектронов в различных газовых смесях качественно носит одинаковый характер.
При определении Пе= rie(Wcp), варьировалось напряжение генератора Маркса при неизменном значении емкости в ступенях. Из рис. 1.4 видно, что эффективность плазменного электрода возрастает с увеличением его площади при Wcp=const. Это объясняется увеличением размеров плоского источника УФ- излучения при одновременном возрастании его эффективности за счет увеличения рабочего напряжения.
Анализ распределения электрического поля модельного зарядового барьера с куполообразным распределением плотности поверхностных зарядов
Поскольку поле остаточной полосы зарядов, расположенной у рабочей кромки ВВЭ, по данным работ [19,23,59] определяет характер развития повторных импульсов НПР, представляет определенный интерес анализ распределений составляющих электрического поля модельного зарядового барьера, представленного полубесконечной зарядовой структурой с куполообразным спадом плотности поверхностных зарядов на его границе. Согласно работам [53-54], для описания профиля полосы зарядов, имеющее спадающее распределения плотности потенциала наиболее подходят зависимости представленные в [47,171] (см. рис.2.6): где ао=жт(0)/ arctg (a/m) - максимальная плотность поверхностных зарядов, а - эффективная ширина зарядовой полосы; т- параметр характеризующий крутизну склона профиля. Расчет распределений электрического поля зарядовой полосы производился с учетом изменения параметров диэлектрического слоя (d и Єг)- Это должно позволить выяснить характер влияния электрофизических свойств, применяемых материалов на структуру электрического поля на границе зарядового барьера, установить оптимальный диапазон
Распределение плотности поверхностных зарядов а = а (х) полосы с куполообразным граничным профилем для сго=8.7х10"4Кл/м2, а=10 мм; d/аЮ.ОІ мм; Єі=1; Є2=3: l-m=0.01; 2-m=0.1. параметров диэлектрических слоев, используемых в эксперименте и выявить условия при которых в газоразрядных процессах могли себя проявить полярные эффекты. Результаты решения поставленной в данном разделе задачи обладают определенной новизной, поскольку влияние параметров d и 62 диэлектрика на Е , Е в работах [47,171] не учитывалось.
Следуя за авторами работ [47,171], искомое распределение составляющих поля модельной зарядовой полосы с куполообразным распределением плотности поверхностных зарядов можно найти, используя метод изображений и применяя упрощающее условие однородности диэлектрических сред (єі=єг) на границе раздела [108]:
Расчеты по уравнениям системы (2.7-2.8) производились с помощью ЭВМ. Число членов в рядах ограничивалось точностью вычислений не хуже 1%.
На рис.2.7 представлены результаты расчета распределения нормальной и тангенциальной напряженности поля модельного барьера с характеристиками: ао=8.7хЮ 4Кл/м2, а іб мм; d/a=0.01 мм; i=l; S2=3 для двух значений параметров крутизны внешней границы зарядовой полосы. Здесь кривые 1 (рис.2.7а, б) отвечают более крутому зарядовому рельефу с т=0.01, кривые 2 соответствуют пологому внешнему фронту полосы с параметром крутизны т=0.01. Из полученных распределений составляющих поля модельного барьера следует, что на границе зарядовой полосы происходит усиление напряженности электрического поля, выражающееся в появлении характерной "полярной" окантовки в виде двух разноименных полюсов распределения нормальной составляющей Ещ, и возникновение максимума у тангенциальной составляющей Ет. По мере перемещения вглубь зарядовой полосы в полученных распределениях наблюдается спад составляющих Еох, Е так, что в распределении нормальной составляющей электрического поля формируется индукционный "провал". Найденные картины распределения электрического поля модельного барьера соответствуют картинам, полученным авторами работ [47,171].
Распределение нормальной E y и тангенциальной Еот составляющих поля зарядовой полосы модельного барьера с куполообразным профилем распределения плотности поверхностных зарядов для ао=8.7х10"4Кл/м2, а=15 мм; d/a=0.01 мм; si=l; 82=3: 1- m=0.1 ; 2-m= 0.01. барьеры с малыми значениями m будут наблюдаться на высокоомных диэлектрических слоях с ps 10 Ом. В этой связи для описания распределения поля зарядовой полосы можно ввести параметр характеризующий расстояние между разноименными максимумами в распределении нормальной составляющей напряженности поля - т.е. ширину полярной «окантовки» бпо- Для крутого зарядового рельефа с т=0.01, представленного кривой 1 (рис.2.7 а) ширина полярной окантовки составляет 8по=800 мкм при а=10мм. При наличии более пологого фронта зарядовой полосы (кривая 2 рис.2.7а) ширина полярной «окантовки» увеличивается и составляет SnosSOOO мкм. Таким образом, из приведенного анализа следует, что для выделения поляризационных эффектов в процессе развития НПР возможно использование полимерных пленок, обладающих таким поверхностным сопротивлением [185].
В дальнейшем анализ с целью выявления электрофизических параметров диэлектрика на структуру электрического поля создаваемого модельным зарядовым барьером проводился при варьировании параметров 82 и d. На рис.2.8 -2.9 показана связь графиков Естх и Есу с относительной диэлектрической проницаемостью материала подложки и ее толщиной.
Из полученных распределений следует, что в случае возрастания толщины диэлектрика d от 1 до 100 мкм при заданных параметрах а и т зарядового барьера происходит возрастание амплитудных значений составляющих электрического поля Естх и Еоу (см. рис.2.9), в то время как увеличение проницаемости єг от 1 до 30 материала создает обратный эффект (см. рис.2.8). Что касается ширины полярной «окантовки», то при фиксированной крутизне зарядового рельефа m при варьировании параметров d и Єг был выявлен эффект увеличения 5по как с возрастанием d, так и єг. Однако с увеличением ъг «уширение» полярной окантовки проявляло себя менее значительно, чем с ростом d.
Так для модельного зарядового барьера с заданными параметрами (сго=8.7х10"4Кл/м2, а=10 мм; т=0.01) напряженность электрического поля в экстремальных точках по мере увеличения диэлектрической проницаемости подложки S2 с 3 до 30 (при d=10 мкм) понизилась для нормальной составляющей Еоу с 400 В/см до 50 В/см, а для тангенциальной Еох с 900 В/см до 100 В/см. В случае увеличения толщины диэлектрического слоя с Єг=3 от d=10 мкм до d=100 мкм напряженность электрического поля в экстремальных точках графиков также возрастает с 400 В/см до 1000-1100 В/см для ІЕ І и с 900 В/см до 2150 В/см для Еах. По мере возрастания е2 с 3 до 30 при d=10 мкм наблюдалось изменение 8по с 80 мкм до 400 мкм, в то время как при изменении d от 1 до 100 мкм при гг =3 увеличение бпо происходило от 150 до 800 мкм.
Анализ распределения электрического поля в разрядном промежутке с подвижным электродом
Нейтрализация остаточного зарядового барьера на поверхности лавсановой подложки 3 производилась излучением рубинового лазера ОГМ-20 (Я,=0.69 мкм) 5 с энергией импульса 1 дж и длительностью импульса т«100 мксек. Луч лазера 6 с помощью цилиндрической линзы 7 (f=250 мм) формировал вдоль ВВЭ световую полосу шириной 5-10 мм при плотности энергии в пучке 0.1-0.2 Дж/см . Расстояние зоны облучения до рабочей кромки ВВЭ составляло 1-1.5 мм. Облучение поверхности подложки 3 производилось сразу после прохождения импульса напряжения поверхностного разряда.
Серией сравнительных экспериментов было показано, что электрическая прочность разрядного промежутка после прохождения первичного импульса пробоя промежутка при изар=20кВ возрастала в 1.5 раза, приводя к возникновению только НСР. Однако после предварительного облучения приэлектродной области у ВВЭ происходила разрядка нанесенного зарядового барьера и восстановление исходной электрической прочности разрядного промежутка.
Следует отметить, что рассмотренный способ нейтрализации зарядового барьера у рабочей кромки ВВЭ является энергоемким и не позволяет получать перенапряженные формы НПР. Это заставляет продолжить поиск путей практической реализации, поставленной в диссертации цели.
Основу метода нанесения ограничительных полос зарядов на диэлектрическую подложку может составлять предварительная зарядка диэлектрика с помощью вспомогательного коронного разряда [65,70,100].
Изначально возбуждение барьерно-запертого СР производилось на электроразрядной установке, представляющей усовершенствованный вариант традиционной схемы [70,71], где для формирования дополнительного потенциального барьера использовался вспомогательный коронный разряд (рис.4.2). В представленной электроразрядной установке высоковольтный электрод 1, расположен на поверхности диэлектрической подложки 2, снабженной заземленным электродом 3. Коротрон 4 устанавливался над поверхностью диэлектрика на фиксированной высоте hK при удалении от рабочей кромки ВВЭ на расстоянии 1К. Высоковольтный импульс напряжения сформированный элементами электронной цепи БЗСР: Сн, С0б, Ri,R2, подается с разрядника 5. Здесь согласующий резистор R применяется для обеспечения апериодической формы импульса напряжения. Токовый шунт Rm предназначен для осциллографической регистрации характеристик импульса тока. Дополнительный потенциальный барьер отрицательной полярности в рассматриваемом устройстве формируется на диэлектрике подложки 2 при подаче на коротрон 4 постоянного напряжения с источника питания 6.
Основные геометрические соотношения трехэлектродной системы были следующие: / 2 /к; 1к hK при hK=10-15 мм и определялись физическими процессами растекания зарядов на поверхности диэлектрика [70,71,100]. Поскольку электрическая прочность разрядного промежутка с дополнительным потенциальным барьером определяется распределением плотности поверхностных зарядов дополнительного потенциального барьера и начинает сказьшаться при с (Ущ, [70], критическое значение акр зависит от соотношения плотности потока отрицательных ионов, осаждаемых вспомогательным коронным разрядом и величинами объемных и поверхностных утечек зарядов на электроды 1,3 (рис.4.2). Эти параметры определяются при заданном значении hK напряженностью электрического поля у коронирующего электрода, удельным поверхностным и объемным сопротивлением диэлектрика ps,pv. Эффект «запирания» разрядного промежутка БЗСР надежно проявлялся для диэлектриков 127 UK =const -и 0 зар і1 zrCH f]R J. С об MR Рис.4.2. Схема возбуждения БЗСР с дополнительным потенциальным электродом: 1-ВВЭ; 2-Диэлектрическая подложка; 3-Заземленный электрод; 4-Коротрон; 5-Разрядник РУ-67; 6-Высоковольтный источник постоянного тока; R\- R\ - делитель напряжения; Сн-накопительная емкость; R- согласующий резистор; СОб 0.1 Сн -емкость обострителя 2.; Rm -токовый шунт hK) ?& PV 1014OMXM при напряженности электрического поля Е 2-106В/м [70]. Это позволяет оценить геометрические размеры коронирующего электрода гк по приложенному к нему напряжению rK=UK/E.
В рассматриваемой системе БЗСР формировался под действием приложенного апериодического импульса напряжения, который обрывался на стадии формирования "прямого" лидера с последующим медленным спадом («10-100 мсек.) после снятия напряжения с ВВЭ. Распространение разряда проходило при (3 1.5 с "вклиниванием" стримерных каналов БЗСР в область расположения искусственной зарядовой полосы. Экспериментальная зависимость порогового напряжения перехода БЗСР в финальную стадию сильноточного СР на предварительно заряженной диэлектрической подложке отражает график рис.4.3, где показано, что приближение коронирующего электрода к поверхности диэлектрика позволяет поднять уровень ип0р.
При дальнейшем совершенствовании системы возбуждения БЗСР был учтен тот факт, что средняя величина электрического поля у границы раздела 2-х сред в 1,5-2 раза превышает порог пробоя газа. Это позволяет рассматривать вопрос о развитии обратной лидерной фазы БЗСР за счет использования индукционных процессов разрядки заряженного короной диэлектрика при быстром снятии напряжения с ВВЭ. Использование данных процессов разрядки дополнительного потенциального барьера позволило в работе [100] обеспечить расширение области горения разряда и усилить ток обратной лидерной фазы. Комбинация газоразрядных процессов формирования БЗСР и обратной лидерной фазы разрядки дополнительного потенциального барьера получила название комбинированного СР (КСР) [100].
Практическая реализация данных электроразрядных процессов потребовала внесения существенных изменений в электронную часть системы возбуждения БЗСР на рис.4.2. Для этого в модернизированном варианте разрядной установки в разрядный контур (рис.4.4) вместо согласующего резистора R, была введена индуктивность L = 10 мкГн, что привело к появлению колебательной формы импульса на ВВЭ с периодом Т » 5 мксек и декрементом затухания не более 2. Для повышения порогового напряжения Unop перехода БЗСР в завершенную фазу заземленный электрод в ячейке электродов убирался с рабочей поверхности подложки. Благодаря этому удалось достигнуть ограничение максимальной длины канальных структур БЗСР протяженностью заземленного экрана /.
Исследование фаз развития барьерно-запертого скользящего разряда в системе с дополнительным потенциальным барьером-электродом
По условиям заключенного договора СГАУ брал на себя разработку экспериментальных моделей газоразрядного генератора способного обеспечить очистку воздуха в бытовых помещениях от загрязнителей органической химии (фенола, толуола, бензола) при содержании их в воздухе на уровне 2-3 ПДК, бактерицидную обработку и стерилизацию воздуха от патогенной (бактерии, вирусы) и непатогенной (споры грибов и плесени) микрофлоры.
В течение установленного срока в СГАУ был создан ряд моделей быстропроточных газоразрядных генераторов отвечающих техническим условиям договора. Однако из-за наличия высокой концентрации Оз (на уровне 400-200 мкг/м3) на выходе первичные модели газоразрядных генераторов были забракованы. Предложения сотрудников СГАУ по установке каталитических дожигателей Оз были отвергнуты из-за снижения при этом воздухопроизводительности генераторов более чем в 10 раз.
При вторичной фазе проведения опытно-конструкторских работ руководством ОАО "Трансформатор" была поставлена задача снижения концентрации нарабатываемого озона до уровня ПДК (100 мкг/м ) без применения каталитических дожигателей Оз.
Поставленная здесь научная и техническая задача носит противоречивый характер. Обычно в газоразрядных генераторах обеспечивающих плазмохимическую деструкцию канцерогенов и бактерицидную обработку воздуха эффективность очистки потока возрастает с ростом плотности тока разряда. Однако при этом линейно возрастает и концентрация нарабатываемого озона. Это требует от конструктора установки в газовый тракт очистителя каталитических дожигателей озона, что резко ухудшает его аэродинамические характеристики. Возможность устранение указанных противоречий и техническое решение задачи бактерицидной и химической очистки воздуха без превышения ПДК по Оз были продемонстрированы в п. 5.2 диссертации. Созданная модель газоразрядного генератора-вентилятора со смешением воздушных потоков на выходе [139], подтвердила принципиальную возможность газоразрядной очистки воздушных потоков в присутствии людей (см. Приложение №1). В созданной экспериментальной модели плазмохимического генератора элементы разрядной камеры униполярного барьерного разряда были вписаны в конструкцию серийно - выпускаемого вентиляторного блока воздухоочистителя "Элион", что явилось несомненным преимуществом по сравнению с разработанными моделями во время первой стадии работы.
В настоящий момент с руководством ОАО "Трансформатор" ведутся переговоры по поводу проведения этапа ОКР, целью которого является создание промышленного образца воздухоочистителя "Элион" с разрядной камерой на основе НПР с последующим осуществлением сертификационных испытаний.
Необходимость снижения антропогенной нагрузки на природные экосистемы требуют повышения санитарно-гигиенических требований к современным производственным процессам, перехода к экологически чистьм технологиям и оборудованию. Разрешение данной проблемы возможно при более широком использовании газоразрядных плазмохимических процессов в промышленном производстве, а также при разработке и создании очистных сооружений [45,127]. Не менее серьезные задачи стоят при проведении конструкторских мероприятий по доводке новых двигателей ЛА, направленных на повышении их экологичности, снижения отрицательного воздействия на озоновый слой Земли [173].
Наиболее развитым здесь направлением среди газоразрядных технологий обработки водо-воздушных сред является область озонотехнологических процессов связанных с производством и применением озона [146,172]. В настоящий момент в стадии широкомасштабного внедрения в России находятся озонотехнологические системы подготовки питьевой и очистки сточных вод [81,101]. Однако дальнейшее развитие этого направления тормозится ввиду отсутствия дешевых и надежных озонаторов и систем контроля содержания озона в водо-воздушных средах.
Учитывая потребности экономического развития Российской Федерации на 2003-2010 гг. в Исследовательском университете высоких технологий (ИУВТ) при Самарском государственном аэрокосмическом университете в 2001 г произошло создание новой научно-исследовательской лаборатории "Газоразрядные системы и технологии". Решаемые данным подразделением задачи потребовали пополнения научно-исследовательской и приборной базы ИУВТ газоанализатором озона рассчитанного на широкий диапазон технологических концентраций. Поскольку недостаточный уровень финансирования вузовской науки не способствовал приобретению ряда выпускаемых промышленностью анализаторов Оз, было принято решение о разработке озонометрической системы и последующем создании на ее основе экспериментального стендового комплекса для озонотехнологических исследований.
В результате проведенной работы при непосредственном участии автора данной диссертации была создана система для определения содержания озона в газах по адсорбции излучения в УФ-диапазоне, подробно описанная в п. 5.1.1. Разработанная спектрофотометрическая система позволила производить измерения технологических концентраций Оз в пределах 0.001-1.0г/м3 с погрешностью до 15%. Возможности перестройки системы позволяют производить измерения других газовых компонентов прежде всего SO2 [192].
Создание спектрофотометрической системы для анализа газов расширила арсенал средств исследовательской базы ИУВТ, открыло пути к заключению хозяйственных договоров связанных с внедрением процессов и устройств использующих озона. В настоящий момент данная установка используется в учебном курсе «Теория и расчет газоразрядных камер лазеров» специальности 131200 «Лазерные системы в ракетной технике и космонавтике», где применяется для определения концентрации нарабатываемого озона в униполярном коронном разряде. Возможность параллельного использования данного оборудования позволила в настоящий момент разработать методические указания к лабораторной работе «Исследование вольтамперных характеристик униполярного коронного разряда в промежутке с движущимся диэлектрическим барьером». На данную лабораторную работу получен акт внедрения в учебный процесс СГАУ (см. Приложение №2)
