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Geração de plasma com microdescargas e sua caracterização ótica
André Bianchi Laraia, Milton Eiji Kayama, Alan Wilson Figueira de Andrade. Campus Guaratinguetá,
Engenharia Elétrica, e-mail: [email protected] bolsa PIBIC.
Palavras Chave: plasma, análise ótica, fonte chaveada
Introdução
Descargas produzidas na pressão ambiente são
uma alternativa na redução de custo de processos
industriais que utilizam plasma com gases em
pressões bem mais baixas que a atmosférica [1].
Para produzir tais descargas, é necessário construir
uma fonte de alimentação que consiga fornecer
energia suficiente para realização do processo.
detectada em um fotodiodo Hamamatsu 1223 3C e
o sinal amplificado com um amplificador de banda
larga montado com amplificador operacional
AD8001.
Objetivos
Projetar e montar um dispositivo que gere
pulsos com tensão suficiente para gerar
microdescargas
em
gases
na
pressão
atmosférica e outro dispositivo que possibilite
uma análise ótica do jato.
Material e Métodos
A fonte chaveada, cujo esquema elétrico
simplificado é representado na Figura 1, possui um
microcontrolador PIC12F675 que gera os pulsos de
controle para o circuito de ponte completa, que
opera em 40 KHz.
O circuito de ponte completa (Figura 1), composta
por transistores BUL310FP, chaveia a tensão de
127 VAC retificada e apresenta um sinal quadrado
de aproximadamente 350 V pico-a-pico.
Figura 2. Dispositivo de jatos múltiplos
Resultados e Discussão
A figura 3 mostra a forma de onda do sinal aplicado
(canal 2). A corrente no circuito (canal 1) é
proporcional à tensão aplicada. O sinal do
fotodetector (canal 3) acompanha as variações na
tensão de saída, sempre apresentando um pico de
aproximadamente 1 V quando a saída da fonte
apresenta o pico positivo de tensão.
Figura 3. Sinais da tensão do resistor (superior), da
tensão aplicada (meio) e do fotodetector (inferior).
Conclusões
Figura 1. Esquema elétrico simplificado da fonte
A saída da ponte é conectada ao enrolamento
primário de um transformador de núcleo de ferrita
tipo ‘E’ que tem a função de elevar a tensão de
saída. O secundário do transformador é conectado
ao dispositivo de descarga (Figura 2), que consiste
em um eletrodo coaxial com múltiplos capilares por
onde o gás flui axialmente, permitindo assim que a
descarga produza jatos múltiplos.
A tensão aplicada no jato foi medida com uma
sonda Tektronix de 1000X e a corrente medida
através da tensão em um resistor de 470 Ω em série
com a descarga. A emissão de luz do jato foi
XXVICongresso de Iniciação Científica
Uma fonte de tensão foi construída e usada para
produzir plasma com múltiplos microjatos em gases
na pressão atmosférica. Foi também construído um
circuito de medição ótica composto de fotodiodo
rápido e amplificador. A emissão ótica do plasma foi
medida através do sinal elétrico obtido na saída do
fotodetector. Através deste sinal, é possível
identificar qual instante o sistema projeta o jato de
plasma para fora do capilar.
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1
Kostov, K.G., Honda, R.Y., Alves, L.M.S. e Kayama, M.E.,
Characteristics of dielectric barrier discharge reactor for material
treatment, Brazilian J. Phys., V.39, p.012054, (2009);