관통형 속빈 음극관 글로우 방전 (See-through hollow cathode glow discharge)셀을 이용한 미량 및 극미량 분석을 가능한 분광 분석 장치를 개발하였다. 이 장치는 기존의 관통형 속빈 음극관 글로우 방전 셀을 개선하기 위하여 수냉식 냉각 장치를 부착한 새로운 방전 셀의 형태로 개발하였다. 기존의 방전 셀로 미량 및 극미량 분석은 가능하였지만, 공랭식 냉각장치로도 플라즈마의 온도를 높이는 데 한계가 있으며, 단 시간에 플라즈마가 불안정해지는 문제점이 발생하였다. 이러한 문제점을 개선하기 위해서 본 장치에서는 수냉식 냉각 방식을 채택하여 플라즈마의 안정성을 높였으며, 플라즈마 온도를 증가시킬 수 있다. 개선된 방전 셀의 기초 연구를 위해 속빈 음극관의 재질 및 구경변화에 따른 방전 전력 및 압력에 관련한 연구를 하였으며, 속빈 음극관의 구경의 변화에 따른 플라즈마 온도 변화에 대해 측정하였다.
나트륨(Na) 함유량이 다른 세 종류의 유리관인 Borosilicate($Na_2O$ 4%), Soda-Lime($Na_2O$ 14%), 그리고 Aluminosilicate($Na_2O$ 0.06%) 유리관의 방전 실험을 통하여 유리관 내벽의 흑화를 관측하였다. 수은 혼합기체(Ne+Ar+Hg)의 방전에서 나트륨 함유량이 많은 유리관일수록 흑화가 심하게 나타난다. 무수은 가스(Ne+Ar)의 방전에서는 흑화가 나타나지 않는다. 나트륨 함유량이 많은 수은 방전 램프에서 봉입 기체의 압력이 작을수록 흑화의 정도가 커진다. 흑화 방지재를 도포한 유리관은 흑화가 미약하게 나타난다. 이 실험을 통하여 흑화는 유리재의 나트륨 성분과 수은 이온의 결합에 의한 아말감($NaHg_2$)이 유리관 내벽에 형성된 것으로 분석된다.
본 연구의 목적은 스펙트럼의 재흡수를 이용하여, 수은-아르곤 방전중의 63P 여기원자 농도를 결정하는 데 있다. 먼저, 평면거울을 사용한 경우의 재흡수 이론을 전개한 다음, 이를 수은-아르곤 방전에 적용시켜, 복잡한 미세구조를 갖는 수은의 visible-triplet lines에 있어서의 스펙트럼의 흡수계수와 측정된 흡수율사이의 수치적 관계를 구하였다. 이와함께, 흡수계수와 흡수원자농도사이의 관계를 이용하여, 방전관의 관벽온도를 변화시킨 경우와 방전전류를 변화시킨 경우에 있어서, 측정 흡수율에 상응하는 수은의 63P 여기원자 농도를 구하였고 다음과 같은 결과를 얻었다. ⅰ) 측정범위내에서 준안정원자의 농도는 63P1 상태의 농도보다 높다. ⅱ) 방전전류를 증가시킴에 따라 435.8[nm]의 재흡수가 급격히 증가하고, 그 결과 63P1 여기상태의 농도는 준안정원자에 비해 상대적으로 높은 증가속도를 보인다. ⅲ) 방전전류 증가시 준안정원자와 전자사이의 충돌이 빈번해져서 준안정원자의 증가속도가 둔화하는 대신 축적여기 또는 전리의 확률이 높아진다.
대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 합동춘계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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pp.123-124
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2008
본 논문에서는 반영구적인 세라믹 유전체를 이용하여 오존발생기를 제작하여, 유전체장벽 방전에 의한 방전관의 방전 및 오존생성특성을 검토하기위하여 원료가스의 유량 및 종류, 인가전압에 의한 방전전력에 따른 방전 특성 및 오존생성농도, 오존발생량 및 오존생성수율 특성의 기초연구를 하였다. 동일한 원료가스의 량에서 산소인 경우가 오존생성농도, 오존발생량 및 오존생성수율 특성이 우수하게 나타났다.
유리관에 삽입된 주사기 바늘을 이용한 플라즈마 제트 장치의 특성을 조사하였다. 원통형 주사기 바늘 전극에 교류 고전압을 인가하고, 유리관 끝에 설치된 접지전극의 형태에 따른 플라즈마의 방출 특성을 조사하였다. 접지전극이 없는 경우 방전 개시 전압이 약 3 kV이며, 플라즈마 방사 길이는 약 10 mm이다. 또한 높은 방전 개시 전압으로 인하여 플라즈마 방사 길이 및 전류 최소량의 제어가 어렵다. 내부접지 전극의 경우는 방전 개시 전압이 약 1 kV로 낮다. 그러나 플라즈마 전류가 내부에 위치한 접지 전극으로 흐르기 때문에 유리관 끝으로부터 플라즈마가 방출되지 않는다. 외부접지 전극의 경우는 인가전압 1~2 kV에서, 방전 전류 1~4 mA이며 플라즈마 방사 길이를 0~10 mm의 범위에서 용이하게 제어된다.
It is well known that the starting characteristics of the cold cathode type discharge tubes are irregular. We have two kinds of stabilization for starting characteristics of discharge tubes. Which are the aging test immediately after producing the tubes and the using characteristics. This paper was devoted primaliry to the empric study of relation between the aging and the manufacturing process. And then to stabilize the starting characteristics of discharge tubes by the irradiations of radio-isotope.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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