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Plasmastrahlungstechnik

Die Abteilung widmet sich der experimentellen Analyse von thermischen und nichtthermischen Plasmen in elektrotechnischen und verfahrenstechnischen Anwendungen mit Hilfe elektrischer, optischer und spektroskopischer Diagnostik. Aktuell stehen Untersuchungen von Lichtbögen in der Schweißtechnik, von wandstabilisierten Bogenplasmen bei hohen Drücken und Vakuumbögen in der Leistungsschalter- und Ableitertechnik sowie von Plasmaphänomenen in Hochspannungsisolationssystemen im Fokus. Die Weiterentwicklung von Methoden der Hochgeschwindigkeitskinematografie gekoppelt mit der optischen Emissions- und Absorptionsspektroskopie dient der verbesserten Zugänglichkeit plasmaphysikalischer Eigenschaften und Mechanismen auch in praxisnahen Laborexperimenten. Dabei stehen die Erhöhung der Empfindlichkeit und räumlichen Auflösung etwa von oberflächennahen Regionen, die Erfassbarkeit räumlich unsymmetrischer Plasmaphänomene mit hoher Dynamik oder von Kurzzeiteffekten, die Robustheit gegenüber Störungen in realen Anwendungen und der flexible und mobile Einsatz im Vordergrund.

Neben der Quantifizierung lokaler Eigenschaften im Lichtbogen ist auch die Bestimmung von Oberflächentemperaturen und anderen Eigenschaften etwa von Elektroden in den verschiedenen Lichtbogenanwendungen von Interesse. Aufbauend auf den Expertisen in der Labordiagnostik werden anwendungsspezifische nichtinvasive Sensorik-und Kontrollsysteme erarbeitet. Der Abteilung steht neben modernsten Diagnostiksystemen entsprechende Ausrüstung der Schweißtechnik, der Hochstrom- und Hochspannungstechnik sowie der Vakuumtechnik zur Verfügung. 

Technologische Ausstattung

  • Ver­suchs­stand zum Be­trieb von Hoch­strom-Lichtbögen mit­tels Stoßstrom-Ge­ne­ra­to­ren
  • Va­ku­um­kam­mer zum Betrieb von Hochstrom-Vakuumlichtbögen
  • Elek­tri­sche Mess­tech­nik
  • Ver­suchsstände mit fes­ter Bren­ner­hal­te­rung und fle­xi­bler Be­we­gung von Test­werkstücken un­ter dem Bren­ner ein­sch­ließlich Gas­ver­sor­gung, Ab­sau­gung und Strah­lungs­schutz
  • Strom­quel­len ver­schie­de­ner Her­stel­ler so­wie ei­ne frei pro­gram­mier­ba­re Quel­le
  • Elek­tri­sche Mess­tech­nik
  • Generatoren für Wech­sel­span­nung bis 100 kV, Gleich­span­nung bis 130 kV, Im­puls­span­nung bis 135
  • Tei­l­ent­la­dungs­dia­gnos­tik
  • Dau­er­strom­ver­suchsstände (max. 3000 A)
  • Kli­ma­la­bor mit Kli­ma­kam­mer für Abkühl- und Erwärmungs­zy­klen (-70 - +180 °C) und Wärme­schränken (+250 °C)
  • Versuchsstände mit geeigneten Stromgeneratoren zur Nachstellung eines realistischen Lampenbetriebs
  • Ulbricht-Kugel
  • Kompaktspektrometer
  • Leuchtdichtekamera

Allen Laboren stehen folgende Ausrüstungen für optische Messungen zur Verfügung:

  • Ausrüstungen für die abbildende optische Emission- und Absorptionsspektroskopie
  • Hoch- und Höchstgeschwindigkeitskameratechnik
  • Technik für Thermografie/Pyrometrie
  • Röntgencomputertomografie zur zerstörungsfreien Diagnostik von Elektroden oder Werkstoffproben
  • Messplätze für absolute Kalibration der spektroskopischen Instrumente
  • Diagnostische Technik für photometrische Vermessung von Strahlungsquellen