The authors would like to thank the Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen &#8222;Otto von Guericke&#8220; e.V., AiF (German Federation of Industrial Research Associations) and the Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG (German Research Foundation) for partly funding the presented work under contract number 14248 and STR 662/4-1, respectively.

1. Messung der Magnetron Anmerkung: Die schematische Darstellung des Versuchsaufbaus zur Messung der Magnetron ist in 1A dargestellt. <ol><li> Schließen Sie das Magnetron zu einem Isolator, bestehend aus einem Thermostat und einem Wasserbelastung mit 10 Schrauben. </li><li> Schließen Sie den Isolator, um einen Richtkoppler mit 10 Schrauben. </li><li> Schließen Sie das Richtkoppler an einen zweiten Wasserbelastung mit 10 Schrauben. </li><li> Das Angebot an Wasserlasten mit Wasser. </li><li> Kalibrieren des Spektrumanalysator mit Kalibrierfunktion entsprechend dem Protokoll des Herstellers. </li><li> Schließen Sie eine 20 dB-Dämpfungsglied an den Spektrumanalysator, indem Sie das 20 dB-Dämpfungsglied mit dem Spektrumanalysator. Anmerkung: Die 20 dB-Dämpfungsglied wird verwendet, um das Spektrum-Analysator der zu hohen Leistungen über 1 W. schützen </li><li> Verbinden Sie den 20 dB-Dämpfungsglied ausgestattet Spektrumanalysator bis zum Ende des Koaxialkabels mit einem BNC-Anschluss ausgestattet, indem Sie das Coaxial-Kabel in den 20 dB-Dämpfungsglied. </li><li> Das Ende des Koaxialkabels mit N-Stecker durch Einstecken des Koaxialkabels mit dem Wegekabel versehen zum Richtkoppler. </li><li> Schalter auf dem Magnetron über die Stromversorgung und dem Spektrum der emittierten Mikrowelle am Spektrumanalysator angezeigt. </li><li> Passen Sie gegebenenfalls die angezeigte Abszisse, Ordinate und ihre Auflösung nach dem Handbuch des Spektrumanalysators. </li><li> Um die Frequenz der Ausgangsmikrowelle in Abhängigkeit von der Mikrowellenleistung zu messen, erhöhen die Mikrowellenleistung von 10% auf dem Maximum der Ausgangsleistung in 5% bis 10% Schritten und für jeden Schritt zu bestimmen, die Frequenz der maximalen Amplitude des Spektrums durch den Spektrumanalysator angezeigt. Anmerkung: In der Regel ist das Frequenzspektrum eines Magnetrons unter 10% seiner maximalen Ausgabeleistung sehr breit, weist viele verschiedene Peaks und ist daher nicht verwendbar. </li></ol> 2. Anpassung derDie Resonanzfrequenz Anmerkung: Die schematische Darstellung des Versuchsaufbaus zur Messung und Einstellung der Resonanzfrequenz ist in 2A dargestellt. <ol><li> Kalibrieren Sie den Netzwerk-Analysator mit dem Kalibrier-Kit für S11-Betrieb (nach dem Protokoll des Herstellers). </li><li> Verbinden Sie das Koaxialkabel über die N-Stecker an das Koaxialkabel Teil eines Koaxial-zu-Rechteckwellenleiterübergang, indem Sie das Koaxialkabel an den Koaxial-zu-Wellenleiter-Übergang. </li><li> Verbinden des rechteckigen Teils des Coaxial-zu-Rechteckwellenleiterübergang in einen Drei Abstimmstichleitung mit 10 Schrauben. </li><li> Schließen Sie die drei Stub-Tuner an die Mikrowellen-Plasmabrennereinheit mit 10 Schrauben. </li><li> In der Netzwerkanalysemenüschalter S11 Betrieb. </li><li> Wählen Sie im Menü Netzwerk-Analysator, um VSWR-Modus zu wechseln oder um sich anzumelden Modus. </li><li> Iterativ die Resonanzfrequenz des Mikrowellen-Plasmapistolenanordnung einzustellen, um die gemessene frequency des Magnetrons bei einer Ausgangsleistung von 25% - 60% der maximalen Ausgangsleistung von oben und unten Bewegen der Düse. Die Resonanzfrequenz des Mikrowellen-Plasmapistolenanordnung ist durch die Neigung der S11-Parameter-Messung gegeben, wie in 2B dargestellt. Stellen Sie diesen Tauch durch Bewegen der Düse nach oben und unten auf die empfohlene Frequenz. </li><li> Wenn die Resonanzfrequenz so eingestellt wird, verriegeln die Position der Düse mit der Sicherungsmutter. </li><li> Erhöhen Sie die Vorwärtsmikrowellenleistung iterativ durch Anpassung der drei Stichleitungen der drei Stub-Tuner, indem Sie den Stummel auf und ab. Die von der Mikrowellenplasmabrenner Anordnung absorbiert Mikrowellenenergie wird durch die Tiefe des tauch des Parameters S11 gegeben. So maximieren diese dip durch Anpassung der Stichleitungen der drei Stub-Tuner. Gewöhnlich ist es ausreichend, dass zwei der drei Stichleitungen verwendet werden. </li></ol> 3. Zündung des Plasmas <ol><li> Tragen Sie UV-Schutzbrille, da das Plasma emittiert UV-strahlungtion. Betätigen Sie den Plasmabrenner unter örtlicher Gaslüftungs da das Plasma erzeugt Nitrid Oxide. </li><li> Schließen Sie das Mikrowellenplasmabrenner Montage mit der eingestellten Koaxialresonator (Düse ist gesperrt) und der bereinigten drei Stub-Tuner an das Magnetron mit einem Isolator aus einem Zirkulator zu einem Wasser Last ausgestattet. </li><li> Schließen Sie die Gaszufuhr zu der Mikrowellenplasmabrenner. </li><li> Schalten Sie die Gaszufuhr zu 5 bis 20 slm. </li><li> Da die Mikrowellenstrahlung in höheren Dosen schädlich ist besonders für die Augen, zu überprüfen, dass es keine Mikrowelle Leckagen. <ol><li> Um dies zu tun, schalten Sie die Mikrowelle auf einem sehr niedrigen Leistung von 10% bis 12% und überprüfen Sie alle Mikrowellenverbindungen mit einer Mikrowelle Meter für Leckagen. </li><li> Wenn es irgendwelche Lecks entfernen Sie sie vollständig, bevor die Erhöhung der Mikrowellenleistung oder den Betrieb der Mikrowellenplasmabrenner. </li></ol></li><li> Wenn es keine Leckagen schalten Sie die Mikrowelle mit niedrigen Leistungen von 10% und erhöht die microwave Leistung langsam, innerhalb von 10 bis 60 sec, bis das Plasma zündet in dem Quarzrohr von der Mikrowellenplasmabrenner. </li><li> Beachten Sie sorgfältig, ob und wo das Plasma zündet aber vorsichtig mit eventuell abgestrahlten Mikrowellen sein. Vorzugsweise verwenden einen Spiegel zur Beobachtung der Plasmazündung. </li><li> Wenn kein Plasma zündet, schalten Sie die Mikrowellenleistung und sorgfältig prüfen, ob die Mikrowellenleistung ordnungsgemäß an den koaxialen Resonator eingekoppelt und nicht fehlgeleitet zu anderen Komponenten Erhitzen oder sogar ihnen zu schaden. Überprüfen Sie, ob einige Komponenten werden immer aufgeheizt. <ol><li> Wenn eine Komponente wird aufgeheizt - das heißt, die Mikrowellenleistung fehlgeleitet - stellen Sie Stubs der drei Stub-Tuner aus dem Wellenleiter und passen Sie die Mikrowelle in das Plasma Brennereinheit zu maximieren, wie in Schritt 2.9 beschrieben. Starten Sie dann wieder mit Schritt 3.1. </li><li> Stellen Sie die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators des Plasmabrenners auf die Sendefrequenz des MAGnetron bei einer ausreichend hohen Mikrowellenausgangsleistung von 25% bis 60% der maximalen Ausgangsleistung mit dem Netzwerk-Analysator, wie in Schritt 2 beschrieben, um die Zündung zu verbessern, stellen die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators wie in Schritt 2 auf einen höheren beschrieben ausgangsleistung. Starten Sie dann wieder mit Schritt 3.1. </li></ol></li><li> Wenn das Plasma zündet irgendwo in dem Plasmabrenner und nicht automatisch mit dem koaxialen oder zylindrisch-Modus umzuschalten, variieren die zugeführte Mikrowellenleistung und die Gasströmung bis in den zylindrischen Modus verbrennt. </li><li> Wenn das Plasma brennt im zylindrischen Modus iterativ den Stutzen der drei Abstimmstichleitung regeln, indem sie nach oben und nach unten, so dass die gesamte zugeführte Mikrowellenenergie durch das Plasma absorbiert wird und die reflektierte Mikrowellenleistung wird Null. Anmerkung: Wenn eine Mikrowellendiode mit dem Wasserlast und dem entsprechenden Eingang der Steuereinheit verbunden ist, wird die reflektierte Mikrowellenenergie an die Steuereinheit des Mikrowellenstromversorgung angezeigt.Wie dies zu tun ist im Handbuch der Mikrowellenstromversorgung beschrieben. </li><li> Wenn höhere Mikrowellenleistungen von 1,5 kW und niedrigen Gasströme von weniger als 15 slm verwendet werden, überprüfen Sie sorgfältig, dass das Plasma nicht die Wände der Quarzröhre berühren. Das Quarzrohr darf nicht überall leuchten. </li><li> Wenn der Quarzröhre leuchtet rot, verringern Sie die Mikrowellenleistung zu erhöhen oder den Gasstrom, bis es vollständig verschwindet. </li><li> Da die Mikrowellen durch das Plasma aufgrund der Leitfähigkeit des Plasmas eingestrahlt, überprüfen mit einem Mikrowellenmessgerät, das die abgestrahlte Mikrowellenenergie unter dem Schwellenwert liegt. </li><li> Wenn die abgestrahlte Mikrowellenleistung über dem Schwellenwert liegt, schirmen das Plasma mit einem Metallgitter in dem die Maschenweite wesentlich kleiner ist als die Hälfte der verwendeten Mikrowellen-Wellenlänge. </li></ol> 4. Hochgeschwindigkeitskamera Film der Plasmazündung Anmerkung: Da die Zündung des Plasmas und dessen Übergang zum zylindrischen Modus liegt im Bereich voneinige hundert Millisekunden, kann dieses Verfahren am besten mittels einer Hochgeschwindigkeitskamera untersucht werden. Jedoch ist es nicht notwendig, den Zündvorgang durch eine Hochgeschwindigkeitskamera jedesmal das Plasma gezündet beobachten. <ol><li> Platzieren der Linse der Hochgeschwindigkeitskamera vor der Mikrowellenplasmabrenner Blick durch das Diagnose Schlitz an der Frontseite des Plasmabrenners. </li><li> Einzustellen, daß die Kamera zeigt in den koaxialen Resonator an der Spitze des metallischen Düse. </li><li> Fokussieren Sie die Kamera auf die Spitze des metallischen Düse. </li><li> Starten Sie die Aufnahme mit 1000 fps (Bilder pro Sekunde) der Hochgeschwindigkeitskamera. </li><li> Zünden des Plasmas, wie in Kapitel 3 beschrieben. </li></ol> 5. Stabile und kontinuierliche Plasma-Betrieb Hinweis: Wenn das Plasma in dem zylindrischen Modus gezündet wurde und die drei Abstimmstichleitung wurde angepasst, um die Absorption der Mikrowellenenergie durch das Plasma eine stabile und Contin maximierennuierlichen Betrieb des Plasmabrenners möglich ist. <ol><li> Stellen Sie die Dimension - die radiale und axiale Erweiterung - des Plasmas auf das gewünschte Maß durch Variation der gelieferten Mikrowellenleistung zwischen 10% und der maximalen Ausgangsleistung und den Gasstrom zwischen 10 und 70 slm. Halten Sie die radiale Abmessung des Durchmessers des Quarzrohres begrenzt. Das Plasma dürfen nicht an die Wand des Quarzrohr, das bedeutet, dass die Quarzröhre darf nicht leuchten. </li><li> Um das Plasma in verschiedenen Formen zu formen, mit einem kurzen Quarzrohr, das nur begrenzt das Plasma innerhalb des zylindrischen Resonators und legen eine Öffnung auf der Oberseite des Plasmabrenneranordnung. </li><li> Falls notwendig, ziehen Sie die Öffnungen mit einigen Schrauben. </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

Die vorgestellte Film beschreibt, wie eine Zündung eines Atmosphärendruck Mikrowellenplasma ohne zusätzliche Zünder realisiert, werden die Grundprinzipien dieser Mikrowellenplasmabrenner, dessen Einstellung, den Zündvorgang des Plasmas und seiner stabilen und kontinuierlichen Betrieb. Wie in der Einleitung beschrieben wurde, gibt es bereits verschiedene Arten von Mikrowellen-Plasmabrenner, aber keiner von denen eine Zündung des Plasmas bereitzustellen, ohne irgendwelche zusätzlichen Zünder sowie stabile und kont...

Luftdruck Mikrowellenplasmabrenner bieten eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen. Einerseits können sie für chemische Prozesse Volumen und andererseits ihre Nachglühen Plasma kann für die Behandlung von Oberflächen aufgebracht werden verwendet werden. Als Oberflächenbehandlungsverfahren, die Behandlung auf die Adhäsion von Leim, Farbe oder Lack oder die Dekontamination oder Sterilisation von Oberflächen erhöhen genannt werden. Das heiße und reaktive Plasma selbst kann zur Volumen Prozesse wie die Zersetzung von Abgasen 1-7 verwendet werden. Diese Abgase schädlich sind, dazu beitragen, die globale Erwärmung und kann kaum konventionell abgebaut werden kann. Aber sie in wachsenden Branchen wie der Halbleiterzweig benötigt werden. Andere Anwendungen sind in der chemischen Synthese, wie die Dissoziation von CO 2 zu CO und O 2 oder CH 4 zu Kohlenstoff und Wasserstoff 8,9. Überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energiequellen verwendet werden, um CO distanzieren werden <sub&gt; 2 in CO und O 2. Die CO weiter zu höheren Kohlenwasserstoffen, die als synthetische Kraftstoffe für den Transport verwendet werden kann verarbeitet werden, Plattformchemikalien für die chemische Industrie oder als chemische Speicher. Es gibt einige Mikrowellenplasmabrenner, aber die meisten von ihnen haben Nachteile: Sie weisen nur kleine Plasmamengen müssen zusätzliche Zünder müssen Kühlung des Plasmareaktors oder nur im gepulsten Modus betrieben werden, 10-18. Die Mikrowellenplasmabrenner in diesem Film präsentiert bietet eine Zündung des Plasmas nur mit dem mitgelieferten Mikrowellenleistung ohne zusätzliche Zünder sowie einer stabilen und kontinuierlichen Betrieb ohne Kühlung des Plasmareaktors für eine breite Palette von Betriebsparametern und kann verwendet werden, Für alle der oben erwähnten Anwendungen. Einer koaxialen und zylindrisch eins: die Mikrowellenplasmabrenner beruht auf einer Kombination von zwei Resonatoren basieren. Der zylindrische Resonator hat eine niedrige Qualität und ist operated in dem bekannten E 010 -Mode mit der höchsten elektrischen Feld in der Mitte. Koaxialresonator ist unterhalb des zylindrischen Resonators angeordnet und besteht aus einer beweglichen metallischen Düse in Kombination mit einem tangentialen Gasversorgung. Die hohe Qualität des koaxialen Resonators weist eine sehr schmale, aber tiefe Resonanzkurve. Wegen der hohen Qualität der Koaxialresonator ein hohes elektrisches Feld erreicht werden kann, die für die Zündung des Plasmas benötigt wird. Jedoch ist die hohe Qualität der Koaxialresonator mit einem sehr schmalen Resonanzkurve zugeordnet sind und damit die Resonanzfrequenz hat, um perfekt die Frequenz der zugeführten Mikrowellen entsprechen. Da die Resonanzfrequenz verschiebt sich nach dem Zünden des Plasmas durch die Permittivität des Plasmas kann die Mikrowelle nicht mehr in den Koaxialresonator eindringen. Für den kontinuierlichen Betrieb des Plasmas der zylindrische Resonator mit einer niedrigen Qualität und einem breiten Resonanzkurve benötigt wird. Eine zusätzliche axiale Gaszufuhr über die metallische Düse des Koaxialresonators ist möglich. Das Plasma wird gezündet und in einer mikrowellentransparenten Rohrs beschränkt, beispielsweise einem Quarzrohr. Die Permittivität des Quarzrohrs beeinflusst auch die Resonanzfrequenz. Da der Quarz eine Dielektrizitätskonstante von&gt; 1 ist das Volumen des zylindrischen Resonators praktisch vergrßerte was zu einer niedrigeren Resonanzfrequenz führt. Dieses Phänomen ist zu beachten, wenn die Abmessungen des zylindrischen Resonators ausgebildet sein. Eine detaillierte Diskussion, wie die Resonanzfrequenz wird durch den eingesetzten Quarzrohr betroffen sind, können Referenz 23. gefunden Wenn ein langgezogenen Quarzrohr verwendet wird, kann diese auch als Reaktionsraum für das Volumen Prozessen wirken. Jedoch für Oberflächenbehandlungen kann das Plasma auch anders durch verschiedene Arten von Öffnungen geformt werden. Die Mikrowelle wird durch einen rechteckigen Wellenleiter von dem Magnetron zugeführt wird. Um Lärmbelästigung zu vermeiden, die Verwendung eines geringer Welligkeit Magnetron empfbeendet. Das Magnetron, die im Film verwendet wird, ist eine geringe Welligkeit einer. Für die Zündung des Plasmas die hohe Qualität Koaxialresonator verwendet wird, während ein stabiler und kontinuierlicher Betrieb durch den zylindrischen Resonator vorgesehen. Um das Zünden des Plasmas durch die hohe Qualität Koaxialresonator erreichen die Resonanzfrequenz dieses Resonators ist, um perfekt die Frequenz der Mikrowelle von dem verwendeten Magnetron übereinstimmen. Da alle Magnetrons nicht ihre Mikrowellenfrequenz emittieren bei genau der Nennfrequenz und da die Frequenz ist abhängig von der Ausgangsleistung weist das Magnetron mit einem Spektrumanalysator gemessen werden. Die Resonanzfrequenz des koaxialen Resonators kann durch nach oben und unten Bewegen des metallischen Düse eingestellt werden. Diese Resonanzfrequenz gemessen werden kann und somit auch an die Sendefrequenz des eingesetzten Magnetron mit einem Netzwerkanalysator eingestellt. Um das hohe elektrische Feld an der Spitze der Düse zu erreichen, für die Zündung erforderlichedes Plasmas wird ein Drei Abstimmstichleitung zusätzlich benötigt. Diese drei Stub-Tuner ist eine häufig verwendete Mikrowellenkomponente. Die drei Abstimmstichleitung zwischen der Mikrowellenplasmabrenner und dem Magnetron angeordnet ist. Nachdem die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators eingestellt wird, wird die Vorwärtsleistung maximiert und die reflektierte Leistung durch iteratives Einstellen der Stutzen der drei Abstimmstichleitung minimiert. Nachdem die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators sowie mit maximiert die Vorwärtskraft durch den Drei Abstimmstichleitung eingestellt wird, kann das Plasma aus dem Mikrowellenplasmabrenner gezündet wird, wenn die Mikrowellen-Plasmabrenner ist mit einer Magnetron verbunden ist. Für die Zündung des Plasmas eine minimale Mikrowellenleistung von etwa 0,3 bis 1 kW ausreicht. Das Plasma zündet im Koaxialresonator. Nach dem Zünden des Plasmas wird die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators ist aufgrund der Dielektrizitätskonstante des Plasmas und die Mikrowelle nicht verschobenmehr in den Koaxialresonator eindringen. Somit sind die Plasma-Schalter von der koaxialen Modus in seine wesentlich verlängerten zylindrischen Modus Verbrennen frei stehen über die metallische Düse in der Mitte des zylindrischen Resonators. Da die Qualität des zylindrischen Modus ist sehr niedrig, und daher weist ein breites Resonanzkurve kann die Mikrowelle noch in trotz der Verschiebung der Resonanzfrequenz des zylindrischen Resonators dringen aufgrund der Dielektrizitätskonstante des Plasmas. Somit wird ein kontinuierlicher und stabiler Betrieb des Plasmas in der zylindrischen Mode von der Mikrowellenplasmabrenner versehen ist. Um jedoch eine vollständige Absorption des zugeführten Mikrowellenleistung zu erreichen, müssen die Stubs der drei Abstimmstichleitung neu eingestellt werden. Andernfalls wird die zugeführte Mikrowellenleistung nicht vollständig von dem Plasma absorbiert, sondern ein gewisser Prozentsatz der bereitgestellten Mikrowelle reflektiert wird und durch die Wasserlast absorbiert. Um die Zündung des Plasmas in den koaxialen untersuchenModus und dessen Übergang in die erweiterte zylindrische Modus wird der Plasmazündung durch eine Hochgeschwindigkeitskamera beobachtet. Das vorgestellte Film zeigt, wie die Frequenzabhängigkeit des Magnetrons gemessen, die Resonanzfrequenz des Koaxialresonators eingestellt, wie die Vorwärtsleistung maximiert wird, und wie das Plasma wird durch die zugeführte Mikrowellenleistung gezündet. Die High-Speed-Kamera-Aufnahme ist ebenfalls dargestellt.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>2 kW magnetron</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>MH2000S 211BA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 kW power supply</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>ML2000D-111TC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>insulator - circulator with water load</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>MW1003A-210EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>water load</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>MW1002E-260EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>three stub tuner</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>MW2009A-260ED</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>orifices</td>
			<td>homemade</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave plasma torch</td>
			<td>homemade</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spectrum analyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>E4402B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>network analyzer</td>
			<td>Anritsu</td>
			<td>MS4662A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>calibration kit</td>
			<td>Anritsu</td>
			<td>model 3753</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>directional coupler</td>
			<td>homemade</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>20 dB attenuator</td>
			<td>Weinschee engineering</td>
			<td>20 dB AA57u8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>coaxial to rectangular wave guide transition</td>
			<td>Muegge&#160;</td>
			<td>MW5002A-260YD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>adaptor 7-16 to N connector</td>
			<td>Teleg&#228;rtner</td>
			<td>7-16/N Adaptor</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>coaxial cable</td>
			<td>Rosenberger Hochfrequenztechnik</td>
			<td>LU7_070_800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>high speed camera</td>
			<td>Photron</td>
			<td>fastcam SA5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>lens</td>
			<td>Revueflex</td>
			<td>makro revuenon 1:3.5/28mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>local gas ventilation</td>
			<td>Industrievertrieb Henning</td>
			<td>ACD220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV protection glasses</td>
			<td>uvex</td>
			<td>HC-F9178265</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave leakage tester</td>
			<td>conrad electronic</td>
			<td>not available</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>microwave survey meter</td>
			<td>Holaday industries inc.</td>
			<td>81273</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

how to ignite an atmospheric pressure microwave plasma torch without any additional igniters

Dieser Film zeigt, wie ein Atmosphärendruck-Plasmabrenner kann durch Mikrowellenleistung ohne zusätzliche Zünder gezündet werden. Nach dem Zünden des Plasmas ist ein stabiler und kontinuierlicher Betrieb der Plasma möglich ist und der Plasmabrenner kann für viele verschiedene Anwendungen eingesetzt werden. Einerseits kann die heiße (3.600 K Gastemperatur) Plasma für chemische Prozesse und auf der anderen Seite der Kalt Nachglühen verwendet werden (Temperaturen bis nahezu RT) können zur Oberflächenverfahren aufgebracht werden. Beispielsweise chemische Synthesen interessanter Volumenverfahren. Hier kann der Mikrowellenplasmabrenner zur Zersetzung von Abgasen, die schädlich sind und dazu beitragen, die globale Erwärmung, sondern als Ätzgase in wachsenden Branchen wie der Halbleiterzweig Bedarf verwendet werden. Eine weitere Anwendung ist die Dissoziation von CO 2. Überschüssige elektrische Energie aus erneuerbaren Energiequellen verwendet werden, um CO 2 zu CO und O 2 dissoziieren. Die CO weiter Pro seinum gasförmigen oder flüssigen höheren Kohlenwasserstoffen, wodurch chemische Speicherung der Energie, synthetische Kraftstoffe oder Plattformchemikalien für die chemische Industrie verarbeitet. Anwendungen des Nachleuchtens des Plasmabrenners sind die Behandlung von Oberflächen, um die Haftung von Lack, Klebstoff oder Farbe zu erhöhen, und die Sterilisation oder Dekontamination von verschiedenen Arten von Oberflächen. Der Film erklärt, wie man das Plasma allein durch Mikrowellenleistung ohne zusätzliche Zünder, zB elektrische Funken entzünden. Koaxialer eine, die die Zündung des Plasmas, und eine zylindrische eines, das eine kontinuierliche und stabile Betrieb des Plasma nach Zündung gewähr bietet - der Mikrowellenplasmabrenner beruht auf einer Kombination von zwei Resonatoren basieren. Das Plasma kann in einem langen mikrowellentransparenten Rohr zum Volumen Prozesse betrieben oder mit Öffnungen für die Oberflächenbehandlungszwecke geformt werden.

<html> Um eine Plasmazündung ohne zusätzliche Zünder sowie eine stabile und kontinuierliche Plasmabetrieb eine hohe Qualität Koaxialresonator mit einstellbarer Resonanzfrequenz mit einer niedrigen Qualität zylindrischer Resonator mit einem Mikrowellenplasmabrenner kombiniert werden. Das Schema dieser Plasmabrenner ist in Abbildung 3 dargestellt. Das Plasma wird in eine mikrowellentransparente Rohr, hier ein Quarzrohr eingeschlossen. Dieses Rohr kann fungieren als eine Reaktionskammer zum Volumen Pla...

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How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications.

Wie man eine Atmosphärischer Druck Mikrowellenplasmabrenner zünden ohne zusätzliche Zünder

This movie shows how an atmospheric pressure plasma torch can be ignited by microwave power with no additional igniters. After ignition of the plasma, a ...

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Research

JoVE Journal

Engineering

19.4K Aufrufe.  University of Stuttgart. This movie shows how an atmospheric plasma torch can be ignited by microwaves with no additional igniters and provides a stable and continuous plasma operation suitable for plenty of applications. 

Serie: How to Ignite an Atmospheric Pressure Microwave Plasma Torch without Any Additional Igniters

Microwave Photonics Systems Based on Whispering-gallery-mode Resonators

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various areas of technology and applied science, such as aerospace and communication engineering, sensing, metrology, nonlinear photonics, and quantum optics. In this article, we present the principal techniques used in our lab to build microwave photonics systems based on ultra-high Q whispering gallery mode resonators. First detailed in this article is the protocol for resonator polishing, which is based on a grind-and-polish technique close to the ones used to polish optical components such as lenses or telescope mirrors. Then, a white light interferometric profilometer measures surface roughness, which is a key parameter to characterize the quality of the polishing. In order to launch light in the resonator, a tapered silica fiber with diameter in the micrometer range is used. To reach such small diameters, we adopt the "flame-brushing" technique, using simultaneously computer-controlled motors to pull the fiber apart, and a blowtorch to heat the fiber area to be tapered. The resonator and the tapered fiber are later approached to one another to visualize the resonance signal of the whispering gallery modes using a wavelength-scanning laser. By increasing the optical power in the resonator, nonlinear phenomena are triggered until the formation of a Kerr optical frequency comb is observed with a spectrum made of equidistant spectral lines. These Kerr comb spectra have exceptional characteristics that are suitable for several applications in science and technology. We consider the application related to ultra-stable microwave frequency synthesis and demonstrate the generation of a Kerr comb with GHz intermodal frequency.

The customized techniques developed in our lab to build microwave photonics systems based on ultra-high Q whispering gallery mode resonators are presented. The protocols to obtain and characterize these resonators are detailed, and an explanation of some of their applications in microwave photonics is given.

Mikrowelle Photonics Systems on Whispering-Gallery-Mode-Resonatoren Grundlage

Microwave photonics systems rely fundamentally on the interaction between microwave and optical signals. These systems are extremely promising for various ...

Forschung

Ingenieurwesen

Synthesis and Microdiffraction at Extreme Pressures and Temperatures

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary interiors, design materials with novel properties, understand the mechanical behavior of materials exposed to very high stresses as in explosions or impacts. Synthesis and structural analysis of materials at extreme conditions of pressure and temperature entails remarkable technical challenges. In the laser heated diamond anvil cell (LH-DAC), very high pressure is generated between the tips of two opposing diamond anvils forced against each other; focused infrared laser beams, shined through the diamonds, allow to reach very high temperatures on samples absorbing the laser radiation. When the LH-DAC is installed in a synchrotron beamline that provides extremely brilliant x-ray radiation, the structure of materials under extreme conditions can be probed in situ. LH-DAC samples, although very small, can show highly variable grain size, phase and chemical composition. In order to obtain the high resolution structural analysis and the most comprehensive characterization of a sample, we collect diffraction data in 2D grids and combine powder, single crystal and multigrain diffraction techniques. Representative results obtained in the synthesis of a new iron oxide, Fe4O5 1 will be shown.

The laser heated diamond anvil cell combined with synchrotron micro-diffraction techniques allows researchers to explore the nature and properties of new phases of matter at extreme pressure and temperature (PT) conditions. Heterogeneous samples can be characterized in situ under high pressure by 2D mapping and combined powder, single-crystal and multigrain diffraction approaches.

Synthese und Mikrodiffraktion bei extremen Drücken und Temperaturen

High pressure compounds and polymorphs are investigated for a broad range of purposes such as determine structures and processes of deep planetary ...

Picoinjection of Microfluidic Drops Without Metal Electrodes

Existing methods for picoinjecting reagents into microfluidic drops require metal electrodes integrated into the microfluidic chip. The integration of these electrodes adds cumbersome and error-prone steps to the device fabrication process. We have developed a technique that obviates the needs for metal electrodes during picoinjection. Instead, it uses the injection fluid itself as an electrode, since most biological reagents contain dissolved electrolytes and are conductive. By eliminating the electrodes, we reduce device fabrication time and complexity, and make the devices more robust. In addition, with our approach, the injection volume depends on the voltage applied to the picoinjection solution; this allows us to rapidly adjust the volume injected by modulating the applied voltage. We demonstrate that our technique is compatible with reagents incorporating common biological compounds, including buffers, enzymes, and nucleic acids.

We have developed a technique for picoinjecting microfluidic drops that does not require metal electrodes. As such, devices incorporating our technique are simpler to fabricate and to use.

Picoinjection von Mikrofluidik-Tropfen ohne Metall-Elektroden

Existing methods for picoinjecting reagents into microfluidic drops require metal electrodes integrated into the microfluidic chip. The integration of ...

Using Microwave and Macroscopic Samples of Dielectric Solids to Study the Photonic Properties of Disordered Photonic Bandgap Materials

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). In this article we will describe the methods for constructing and characterizing macroscopic disordered photonic structures using microwaves. The microwave regime offers the most convenient experimental sample size to build and test PBG media. Easily manipulated dielectric lattice components extend flexibility in building various 2D structures on top of pre-printed plastic templates. Once built, the structures could be quickly modified with point and line defects to make freeform waveguides and filters. Testing is done using a widely available Vector Network Analyzer and pairs of microwave horn antennas. Due to the scale invariance property of electromagnetic fields, the results we obtained in the microwave region can be directly applied to infrared and optical regions. Our approach is simple but delivers exciting new insight into the nature of light and disordered matter interaction.

Our representative results include the first experimental demonstration of the existence of a complete and isotropic PBG in a two-dimensional (2D) hyperuniform disordered dielectric structure. Additionally we demonstrate experimentally the ability of this novel photonic structure to guide electromagnetic waves (EM) through freeform waveguides of arbitrary shape.

Disordered structures offer new mechanisms for forming photonic bandgaps and unprecedented freedom in functional-defect designs. To circumvent the computational challenges of disordered systems, we construct modular macroscopic samples of the new class of PBG materials and use microwaves to characterize their scale-invariant photonic properties, in an easy and inexpensive manner.

Mit Mikrowelle und makroskopischen Proben der Dielektrische Festkörper, um die photonischen Eigenschaften ungeordneter photonische Bandlückenmaterialien Studieren

Recently, disordered photonic materials have been suggested as an alternative to periodic crystals for the formation of a complete photonic bandgap (PBG). ...

Blast Quantification Using Hopkinson Pressure Bars

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures up to many hundreds of megapascals. In this respect the simplicity of the Hopkinson pressure bar has a major advantage in that while the measurement end of the Hopkinson bar can endure and be exposed to harsh conditions, the strain gauge mounted to the bar can be affixed some distance away. This allows protective housings to be utilized which protect the strain gauge but do not interfere with the measurement acquisition. The use of an array of pressure bars allows the pressure-time histories at discrete known points to be measured. This article also describes the interpolation routine used to derive pressure-time histories at un-instrumented locations on the plane of interest. Currently the technique has been used to measure loading from high explosives in free air and buried shallowly in various soils.

This protocol details the use of Hopkinson pressure bars to measure reflected blast loading from near-field explosive events. It is capable of interpolating a pressure-time history at any point on a reflective boundary and as such can be used to fully characterize the spatial and temporal variations in loading produced.

Explosion Quantifizierung Mit Hopkinson Pressure Bars

Near-field blast load measurement presents an issue to many sensor types as they must endure very aggressive environments and be able to measure pressures ...

How to Build a Vacuum Spring-transport Package for Spinning Rotor Gauges

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to 1.0 Pa. In this application, the SRGs are frequently transported to laboratories for calibration. Events can occur during transportation that change the rotor surface conditions, thus changing the calibration factor. To assure calibration stability, a spring-transport mechanism is often used to immobilize the rotor and keep it under vacuum during transport. It is also important to transport the spring-transport mechanism using packaging designed to minimize the risk of damage during shipping. In this manuscript, a detailed description is given on how to build a robust spring-transport mechanism and shipping container. Together these form a spring-transport package. The spring-transport package design was tested using drop-tests and the performance was found to be excellent. The present spring-transport mechanism design keeps the rotor immobilized when experiencing shocks of several hundred g (g = 9.8 m/sec2 and is the acceleration due to gravity), while the shipping container assures that the mechanism will not experience shocks greater than about 100 g during common shipping mishaps (as defined by industry standards).

Here we describe how to build a robust spring-transport mechanism for a spinning rotor gauge. This device securely immobilizes the rotor and keeps it under vacuum during transportation. We also describe packaging that minimizes the risk of damage during transport. Tests show our design works for typical shocks during transport.

Wie baue ich eine Vakuum-Frühling-Transport Paket für Spinnrotor Gauges

The spinning rotor gauge (SRG) is a high-vacuum gauge often used as a secondary or transfer standard for vacuum pressures in the range of 1.0 x 10-4 Pa to ...

An Atmospheric Pressure Plasma Setup to Investigate the Reactive Species Formation

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. The reactions of cold plasma with the surrounding atmosphere yield a variety of reactive species, which can define its effectiveness. While efficient development of cold plasma therapy requires kinetic models, model benchmarking needs empirical data. Experimental studies of the source of reactive species detected in aqueous solutions exposed to plasma are still scarce. Biomedical plasma is often operated with He or Ar feed gas, and a specific interest lies in investigation of the reactive species generated by plasma with various gas admixtures (O2, N2, air, H2O vapor, etc.) Such investigations are very complex due to difficulties in controlling the ambient atmosphere in contact with the plasma effluent. In this work, we addressed common issues of &#39;high&#39; voltage kHz frequency driven plasma jet experimental studies. A reactor was developed allowing the exclusion of ambient atmosphere from the plasma-liquid system. The system thus comprised the feed gas with admixtures and the components of the liquid sample. This controlled atmosphere allowed the investigation of the source of the reactive oxygen species induced in aqueous solutions by He-water vapor plasma. The use of isotopically labelled water allowed distinguishing between the species originating in the gas phase and those formed in the liquid. The plasma equipment was contained inside a Faraday cage to eliminate possible influence of any external field. The setup is versatile and can aid in further understanding the cold plasma-liquid interactions chemistry.

An experimental setup was created for the helium-operated kHz frequency plasma jet. The setup includes a cage for the plasma power supply and jet and an in-house built reactor to monitor plasma-induced reactive species without the interference of the ambient atmosphere.

Ein Atmosphärendruck-Plasma-Setup die reaktive Spezies Formation zur Untersuchung

Non-thermal atmospheric pressure (&#39;cold&#39;) plasmas have received increased attention in recent years due to their significant biomedical potential. ...

New Application of an Atmospheric Pressure Plasma Jet as a Neuro-protective Agent Against Glucose Deprivation-induced Injury of SH-SY5Y Cells

The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has attracted the attention of many researchers from multiple disciplines in recent years because its emissions include multiple types of reactive nitrogen species (RNS) and reactive oxygen species (ROS). Our previous study has shown the cytoprotective effect of the APPJ against oxidative stress-induced injuries. The aim of the present study is to provide a detailed in vitro treatment protocol regarding the neuroprotective applications of helium APPJs on glucose deprivation-induced injury in SH-SY5Y cells. The SH-SY5Y human neuroblastoma-derived cell line was maintained in RPMI 1640 medium supplemented with 15% fetal calf serum. The culture medium was then changed to RPMI 1640 without glucose before APPJ treatment. After a 1 h incubation in a cell incubator, cell viability was determined using Cell Counting Kit 8. The results showed that, compared to the glucose deprivation group, cells treated with APPJ exhibited significantly increased cell viability in a dose-dependent manner, with 8 s/well observed as an optimal dose. Meanwhile, helium flow had no effect on the glucose deprivation-induced cell impairment. Our results indicated that APPJ could be potentially used as a treatment method for the diseases in the central nervous system related to glucose deprivation. This protocol could also be used as a cytoprotective application for other cells with different impairments, but the cell culture and APPJ treatment conditions should be readjusted, and the treatment dose must be relatively low.

A protocol for the neuroprotective application of low-dose atmospheric pressure plasma treatment on glucose deprivation-induced SH-SY5Y injuries.

Neue Anwendung ein Atmosphärendruck-Plasma-Jet als eine neuroprotektive Mittel gegen Glukose Deprivation-induzierten Schädigung des SH-SY5Y Zellen

The atmospheric pressure plasma jet (APPJ) has attracted the attention of many researchers from multiple disciplines in recent years because its emissions ...

Atmospheric Pressure Fabrication of Large-Sized Single-Layer Rectangular SnSe Flakes

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for applications in two-dimensional nanoelectronics devices. Although many methods to synthesize SnSe nanocrystals have been developed, a simple way to fabricate large-sized single-layer SnSe flakes remains a great challenge. Herein, we show the experimental method to directly grow large-sized single-layer rectangular SnSe flakes on commonly used SiO2/Si insulating substrates using a straightforward two-step fabrication method in an atmospheric pressure quartz tube furnace system. The single-layer rectangular SnSe flakes with an average thickness of ~6.8 &#197; and lateral dimensions of about 30 &#181;m &#215; 50 &#181;m were fabricated by a combination of vapor transport deposition technique and nitrogen etching route. We characterized the morphology, microstructure, and electrical properties of the rectangular SnSe flakes and obtained excellent crystallinity and good electronic properties. This article about the two-step fabrication method can help researchers grow other similar two-dimensional, large-sized, single-layer materials using an atmospheric pressure system.

A protocol is presented demonstrating a two-step fabrication technique to grow large-sized single-layer rectangular shaped SnSe flakes on low-cost SiO2/Si dielectrics wafers in an atmospheric pressure quartz tube furnace system.

Atmosphärendruck-Herstellung von großformatigen Einzellagen-rechteckige SnSe Flocken

Tin selenide (SnSe) belongs to the family of layered metal chalcogenide materials with a buckled structure like phosphorene, and has shown potential for ...

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, wound healing, root canal treatment, etc., forming a new research field named plasma medicine. Being a mixture of electrical, chemical, and biological reactive species, CAPs have shown their abilities to enhance nerve stem cells differentiation both in vitro and in vivo and are becoming a promising way for neurological disease treatment in the future. The much more exciting news is that using CAPs may realize one-step, and safely directed, differentiation of neural stem cells (NSCs) for tissue transportation. We demonstrate here the detailed experimental protocol of using a self-made CAP jet device to enhance NSC differentiation in C17.2-NSCs and primary rat neural stem cells, as well as observing the cell fate by inverted and fluorescence microscopy. With the help of immunofluorescence staining technology, we found both the NSCs showed an accelerated differential rate than the untreated group, and ~75% of the NSCs selectively differentiated into neurons, which are mainly mature, cholinergic, and motor neurons.

Nerve Stem Cell Differentiation by a One-step Cold Atmospheric Plasma Treatment In Vitro

This protocol aims to provide detailed experimental steps of a cold atmospheric plasma treatment on neural stem cells and immunofluorescence detection for differentiation enhancement.

Nerv-Stammzell-Differenzierung durch ein einstufiges kalt atmosphärischem Plasma Behandlung In-vitro-

As the development of physical plasma technology, cold atmospheric plasmas (CAPs) have been widely investigated in decontamination, cancer treatment, ...