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

Lichtbogenlabor 

• Versuchsstand zum Betrieb von Hochstromlichtbögen mittels Stoßstromgeneratoren
• Vakuumkammer zum Betrieb von Hochstromvakuumlichtbögen
• Elektrische Messtechnik

Schweißlichtbogenlabor 

• 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

Hochspannungslabor 

• Generatoren für Wechselspannung bis 100 kV, Gleichspannung bis 130 kV, Impulsspannung bis 135
• Teilentladungsdiagnostik

Hochstromlabor 

• Dauerstromversuchsstände (max. 3000 A)
• Klimalabor mit Klimakammer für Abkühl- und Erwärmungszyklen (-70 - +180 °C) und Wärmeschränken (+250 °C)

Ausrüstungen für optische Messungen 

• 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

Niederspannungsschalter- und Funkendiagnostik-Labore 

• Versuchsstände mit geeigneten Stromgeneratoren zur Nachstellung eines realistischen Betriebs
• Messplätze für optische Untersuchungen an kleinskaligen thermischen Plasmen (Funken,Mikrolichtbögen, Blitzstromentladungen)
• optische Kalibrierungsquellen