OH 분자 방출 스펙트럼을 이용한 상압 플라즈마의 기체온도 측정

Abstract

상압 플라즈마의 응용 면에서 보면, 플라즈마의 기체온도는 저압 플라즈마에서와는 달리 매우 중요한 플라즈마 변수 중 하나이다. 상압에서 발생된 플라즈마는 대기 중에 수증기의 형태로 존재하는 산소와 수소로 인하여 OH 이원자 분자의 스펙트럼($A^{2} \Sigma^{+}, \nu=0 \rightarrow X^{2} \Pi,~\nu=0$,~306~-~310~nm)을 방출한다. 상압 플라즈마로부터 방출되는 OH 분자의 스펙트럼을 분석하여 플라즈마의 기체온도를 측정하였다. 분광기의 한정된 분해능을 극복하기 위해 분자 스펙트럼의 이론적 모형을 통하여 얻은 스펙트럼과 실험으로부터 얻은 스펙트럼을 비교하여 대기압 플라즈마의 기체온도를 결정하였다. 이 기체온도 진단법의 정확도를 검정하기 위해 열전쌍(thermocouple)을 이용할 수 있을 정도의 기체온도를 가진 아크 플라즈마를 발생시키고 열전쌍으로 측정한 값과 비교해 본 결과, 잘 일치함을 알 수 있었다.