[發(fā)明專利]一種確定等離子體電子溫度的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410138006.5
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103926021A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 羅文峰
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G01K13/00
• 分類號: G01K13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于求解電子溫度技術領域，尤其涉及一種確定等離子體電子溫度的方法。

背景技術

電子溫度是描述等離子體性質(zhì)的重要的熱力學參數(shù)。在局部熱力學平衡時，等離子體的各種溫度，如電子溫度、離子溫度和激發(fā)溫度等近似相等，因此統(tǒng)稱等離子體電子溫度。目前求解等離子體電子溫度常用方法有沙哈-玻爾茲曼法、原子連續(xù)輻射強度比值法、玻耳茲曼雙線法和玻爾茲曼斜線法等。利用玻爾茲曼斜線法求解等離子的電子溫度，相對來說，該方法操作簡單且準確度較高。但是，利用該方法求解電子溫度需要事先知道譜線的相關參數(shù)，比如上能級的激發(fā)能E_m、上能級的簡并度g_m和相應譜線的自發(fā)躍遷凡率A_mn等，文獻中給出的這些參數(shù)不盡相同，另外，譜線信號強度的測量也存在較大的實驗誤差，這些都影響電子溫度的精確求解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種確定等離子體電子溫度的方法，旨在解決利用玻爾茲曼斜線法求解等離子電子溫度時，因文獻中給出的參數(shù)不盡相同，信號強度的測量誤差而帶來的等離子體電子溫度求解的不確定性問題。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種確定等離子體電子溫度的方法包括：

步驟一、預選盡可能多的原子譜線；

步驟二、按照公式將141條鐵原子譜線繪制于二維玻爾茲曼平面中，計算出等離子體的電子溫度；

步驟三、判斷線性相關系數(shù)是否小于預設值0.98，如果大于等于0.98，則停止迭代，如果小于0.98，則進行步驟四；

步驟四、計算出所有數(shù)據(jù)點至擬合直線的距離，并找出距離擬合直線距離最大的數(shù)據(jù)點并假設為a；

步驟五、刪除數(shù)據(jù)點a，利用剩余的數(shù)據(jù)點，重新操作步驟二，直至滿足迭代條件而停止。

進一步，隨著迭代次數(shù)的增加，線性擬合系數(shù)逐漸增加，電子溫度求解的精確度和精密度得到顯著提高。

效果匯總

本發(fā)明的確定等離子體電子溫度的方法，采用并改進了迭代Boltzmann方法，避免了利用玻爾茲曼斜線法求解等離子的電子溫度時，因文獻中給出的參數(shù)不同，信號強度的測量誤差而造成的電子溫度求解的不確定問題。

該方法的運用顯著提高了等離子電子溫度求解的精確度，該方法使用前，等離子體的溫度是19273K，但是數(shù)據(jù)擬合相關系數(shù)僅有0.27；經(jīng)過108次迭代后，數(shù)據(jù)擬合相關系數(shù)提高到0.98，數(shù)據(jù)擬合十分穩(wěn)定，即電子溫度求解的精密度和準確度較高，此時等離子體的電子溫度是8058K。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的等離子體電子溫度的確定方法流程；

圖2是本發(fā)明實施例提供的鐵原子譜線的Boltzmann圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的電子溫度Te和線性擬合系數(shù)R隨迭代次數(shù)的變化規(guī)律。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1示出了本發(fā)明的等離子體電子溫度的確定方法流程，如圖所示，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種確定等離子體電子溫度的方法包括：

S101：預選盡可能多的原子譜線；

S102：將141條鐵原子譜線繪制于二維玻爾茲曼平面中，計算出的等離子體的電子溫度；

S103：判斷線性相關系數(shù)是否小于預設值0.98；

S104：計算出所有數(shù)據(jù)點至擬合直線的距離，并找出距離擬合直線距離最大的數(shù)據(jù)點并假設為a；

S105：刪除數(shù)據(jù)點a，利用剩余的數(shù)據(jù)點，重新操作步驟S101，直至滿足迭代條件而停止。

本發(fā)明的具體步驟為：

第一步，預選盡可能多的原子譜線，預選141條鐵原子譜線；

第二步，按照公式將141條鐵原子譜線繪制于二維玻爾茲曼平面中，如圖2所示，此時線性擬合相關系數(shù)僅為0.27，計算出的等離子體的電子溫度為19273K；

第三步，判斷線性相關系數(shù)是否小于預設值0.98，如果大于等于0.98，則返回第二步，如果小于0.98，則進行第四步；

第四步，計算出所有數(shù)據(jù)點至擬合直線的距離，并找出距離擬合直線距離最大的數(shù)據(jù)點并假設為a；

第五步，刪除數(shù)據(jù)點a，利用剩余的數(shù)據(jù)點，重新操作步驟S101，直至滿足迭代條件而停止。