température d'un Plasma

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nikoones
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température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » So 02 Jul, 2023 11:35 am

Bonjour à tous...

J'ai une question technique sur laquelle je ne trouve pas vraiment bien expliqué sa question !

en fait cela fait quelque temps que j'y réfléchit et j'ai quelques pistes et donc le but de ce post est de vérifier mes idées grâce aux personnes très qualifié dans ce domaine ( electron / Blackbird / et les autres ... ) présent dans ce forum !

voilà donc la question somme toutes simple mais qui n'as pas vraiment de réponse simple par contre : - comment peut on s'y prendre pour la mesure de température d'un plasma ???

- une des idées est de projeter un laser sur un beam splitter ( cube ou plat ) ( avec le laser bleu que j'ai à disposition ) et de ce PBS ou un simple BS plat servirait à mesurer le laser d'un coté pour servir de calibrage, et de l'autre il pénètrerait dans le plasma ( qui lui est entouré de pyrex, quartz ou autre.. ) et avec un optocoupleur de type phototransistor ( plutôt qu'une diode ) avec un filtre spatial d'environ un millimètres de diamètre interne, et d'après le flux de lumière bleu issus du laser on pourrai en déterminer la température de façon "moyenne" c'est à dire plus il est lumineux, moins la température serai basse ( et bien entendu, plus il est chaud moins le laser passe )
il y a d'autre moyen bien sur, mais ce dernier à le mérite d'être "low cost" et ajustable et de même peut être couplé avec un filtre de type "grating" pour mesurer la longueur d'onde du faisceau laser et du plasma et en déduire, la différence et peut être çà ira aussi et encore mieux ...

voilà ...
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Dark-Hole
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von Dark-Hole » Di 04 Jul, 2023 11:26 am

Salut Nikoones,

Pour le côté optique, j'imagine que ton laser a une seule polarisation, donc il faudra le faire entrer à 45° pour avoir 50/50 de chaque côté du splitter.

Pour l’aspect physique, difficile à dire car je n'ai pas les compétences. Mais dans un premier temps est-ce que la longueur d'onde du laser est appropriée?
Le plasma tirant vers le bleu, à l'instinct je partirais plutôt sur de l'IR, ou pas plus bas que 650 nm pour rester loin de la longueur d'onde émise par le plasma. L'enveloppe en quartz devrait laisser passer une bonne partie des IR, et ce sera plus facile de trouver des capteurs dans le haut du spectre (800 à 1000 nm) que dans la bande basse du spectre visible (< 500 nm).

Sais-tu si le plasma a tendance à absorber (atténuer le laser) ou si c'est principalement un phénomène de réfraction à cause du changement d'indice? ça risque d'avoir un impacte sur la façon de collecter le signal en sortie.

Ensuite pour la détection, il faut que ton capteur soit sensible à ta longueur d'onde, donc si tu restes dans le bleu il vaut mieux une diode silicium.

Le dernier point, qui me semble le plus complexe, est d'arriver à étalonner le système en fonction du plasma et des conditions environnantes

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Re: température d'un Plasma

Beitrag von electron190 » Di 04 Jul, 2023 11:56 am

Bonjour

En astrophysique , pour connaitre la température d'une étoile , on mesure la longueur d'onde de son rayonnement
C'est à dire que plus sa lumière va vers le bleu ( petites longueur d'onde ) , plus elle est chaude
Plus la fréquence des photons est élevé ( donc de longueur d'onde plus courte ) plus ils possèdent une grande énergie

Il faudrait pouvoir mesurer avec précision la longueur d'onde du plasma pour connaitre son énergie , donc sa température

C'est d'ailleurs la méthode utilisée pour mesurer la température de la lave des volcans , mais à des fréquences bien plus basses , dans les infra-rouge
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von blackbird » Di 04 Jul, 2023 9:22 pm

Salut,
C'est un plasma de quoi ?
Un plasma est une soupe de longueurs d'onde caractéristiques du matériau qui l'émet. Plus il est énergétique, plus son pic va vers le bleu /UV mais c'est de toute façon un spectre très large.
Il émet en continu ?
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Mi 05 Jul, 2023 9:35 am

Bonjours et merci à tous les deux !

le plasma que je voulais mesurer et tout d'abord de l'air dans un tube pyrex ou quartz sous basse pression, ce qui est le cas d'un laser à air ( azote surtout )

j'ai d'abord réfléchit pour compter la vitesse des photon ou des électron, mais impossible pour moi
ensuite je me suis demander s'il y avait un rapport entre le plasma de gaz simple et la traverser du plasma par un laser… Mais à parement ces deux techniques ne peuvent pas fonctionner en low cost !
donc il me reste encore une idée : mesurer la longueur d'onde de ce plasma et sa fréquence de formation ( continu ou alternativement )
j'ai un miroir type "gratting" en cuvette ( concave ) que je comptais utiliser pour mesurer les différente longueurs d'ondes, mais à mon avis il est plutôt destiné aux fréquences visibles mais je pense qu'il est possible de faire des essais pour voir sa largeur de longueur d'onde ...
pour ce faire j'avait acheté il y a quelque temps une caméra de 1 par 512 lignes ( donc 512 pixels ) mais je ne sais pas vraiment comment visualiser et surtout mesurer les longueurs d'ondes de façon très précise, mais j'ai trouvé un peu d'aide sur un site qui ce nomme "theremino" et j'avait commencé la construction d'un spectroscope UV - VIS qui ce basait sur l'emplacement du miroir gratting ( qui été placé sur un moteur pas à pas précis ) ce qui envoyait des fréquences pratiquement monochromatique ( à quelques pourcent près ) suivant son oscillation ( rotation ) envoyait les fréquence pas à pas ( l'une après l'autre ) vers le capteur multifréquences et après quelques essais, comme vous l'avait peut être déjà remarqué chez moi, j'ai tout démonté sans poursuivre vu que j'avait par la suite d'autre petit projet et que j'avais appris quelques choses avec çà !!!

donc, si j'ai bien compris, si je mesure la longueur d'onde du plasma avec un gratting ou un prisme (?), la brillance de ce dernier ( puissance lumineuse ? ) je pourrai peut être mesurer çà, mais pour ce qui est de la fiabilité des résultats je table sur environ 30 à 50% de précision et par contre cela pourra être comparer avec d'autre montage et d'autres plasma je pourrai déjà les comparer...

pour finir, comme j'ai beaucoup de LED 3W Rouge, Vert et Bleu qui sont inutilisé pour le moment
j'ai découvert une chose qui est très logique après coup, c'est qu'une LED rouge par exemple captera les longueurs d'ondes rouge bien plus que le reste, pour le bleu et le vert c'est pareil et je ne suis pas sur que ce phénomène sois connu de la majorité des membres du forum et le reste de la "population" ( :mrgreen: )

donc, j'ai déjà appris une chose ce qui me suffit pour l'instant mais je ne peut pas encore testé vu que je ne suis pas présent là où j'ai tous mes outils et composant ETC... mais dans quelques mois je pourrais bien mieux étudier tout un tas de choses ( grâce à mon "super cahier" et mon super ordi portable et mon super stylo ( :lol: :lol: )

voilà...

j'ai vraiment hâte de faire tout ce que j'ai prévu et que j'ai estimé prendre 1 à 2ans de travail ...

@++
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von blackbird » Mi 05 Jul, 2023 12:58 pm

Salut,

La durée du plasma dans un laser à azote c'est une dizaine de ns max ... faut pas traîner des pieds ! :lol:
Prend un tube He Ne, le plasma est confiné, il est continu et pas trop compliqué à obtenir ...

A+

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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Do 06 Jul, 2023 7:40 am

Je ne suis pas certain de m'être fait comprendre voir que c'est moi qui n'a pas compris, mais en tout les cas c'est très intéressant !!!

le plasma que je voudrai mesuré sera continue, avec un tube sous faible pression et une alimentation de plusieurs dizaines de kilovolts en continu...

je voudrai bien mesurer cette température car je désire faire un système de dépollution de l'air avec un passage rapide dans un long tube alimenté par segment avec une légère sous pression, et j'avait déjà fait un truc dans le genre il y a déjà longtemps, mais sans aucune mesure...

à voir...
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Fr 21 Jul, 2023 9:21 am

Je n'ai pas eu trop de réponses… mais c'est pas bien grave…

J'ai remarqué sur des vidéo une ombre qui dépend de la densité d'un plasma... donc, d'après moi, plus il est dense moins il ce fait traverser et cela plus ou moins et je pense que c'est une des conditions de cette expérience : voir combien de lumière traverse et combien est reflété et combien est absorbé la lumière, et cella grâce à un laser …

Par contre le laser que je voudrais utiliser est celui que j'ai acheté il y a peut c'est donc du 4 watt 450nm avec lentille.

voilà, pouvez vous me renseigner sur tout cela, car j'utilise un laser mais simplement pour effectuer les mesures, pas pour faire un montage de disco...

@ +++
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von blackbird » Mo 18 Sep, 2023 3:55 pm

Salut,

C'est compliqué comme question !
La température pour un plasma c'est en fait la vitesse des électrons (et ou des ions), pour des arcs électriques c'est entre 10 000 K et 100 000 K ça dépend de la vitesse d'accélération donc de la tension ...

A+

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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Mo 06 Nov, 2023 6:12 pm

Ok, merci pour vos réponses ...

j'ai enfin reçu un pc donc je pourrais à nouveau être plus présent à termes, mais toujours hospitalisé donc beaucoup de théorie pour le moment, mais c'est aussi bon à prendre...

@++ :freak:
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » So 19 Nov, 2023 1:32 pm

Bonjours à tous !

Je réfléchi encore à "ma" température de plasma, et j'ai compris quelque petites choses : le mieux serai de mesurer avec précision la longueur d'onde de ce future plasma grâce à un un spectrophotomètre que j'ai un peu étudié il y a quelques années avec de bon résultats pour l'apprentissage et la mise en œuvre avec comme pièce principale un miroir type "gratin" en verre et concave entrainer par un moteur pas à pas pour faire varier l'angle du miroir et un capteur photonique ( je ne sais plus le type ( mais pas LDR ) ) et ce système allait très bien mais c'était du bricolage "à fond" et donc un peu d’esthétisme très "non esthétique" et suivie par un rangement ( pas de moi !!! ) par des mains non averties et donc, tout est à refaire, mais je ne baisserai pas les bras ...

Donc je laisse sa pour le moment et j'attaquerai plus tard si besoin et envie...

je pense être disponible d'ici maximum 6 mois dans mon "future chez moi" et en attendant je cogite sur de nombreuses choses matériel et pour l'instant non matériel, avec plusieurs cahier et autre moyen d'expression ( clé usb, internet, log de bureautique etc ... ) .

voilà où j'en suis !

@ plus les enfant :mrgreen:
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Mo 20 Nov, 2023 11:10 am

Voilà un peut de "brainstorming" plus tard j'ai "une" autre technique à étudier pour cela et pour qui montre de l'intérêt pour cette petite expérience en voilà les principales techniques et technologies :

- Dans le tube où ce trouve le plasma il y a donc des gaz à hautes températures suite à une excitation électrique et avec une pression faible ( en gros hein ... )
- donc dans un tube sous faibles pressions et avec une haute tension je compte utiliser une sorte de montage de type "spectrophotomètre" couplé à un laser de puissance type "IR" associé à un capteur à photodiode ou autre, placé sur la perpendiculaire à ce plasma (le must serai des composants "HF" et c'est une technologie inconnu pour moi et pour le moment) et plus la lumière sera forte et plus l'opacité du plasma sera dense moins il y aura de passage des photons et des ces ondes, suivant la puissance et la précision type de laser ( je pense hein !!! ) et donc ce coté est facile à faire mais pour le reste il faut étudier et ... réfléchir...
Par contre il faudra aussi TARER les appareils de contrôles et là je bloc aussi un "peu pas mal" ( laser et capteur, appareil de mesure divers etc... ) ...

Voilà, comme je vois le temps défiler de plus en plus et vite il faut que j'abrège, c'est pour cela que j'abrège pour l'instant...

au plaisir les amis(es)

@++ :freak:
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von nikoones » Fr 14 Jun, 2024 11:05 pm

C'est à dire que plus sa lumière va vers le bleu ( petites longueur d'onde ) , plus elle est chaude
Plus la fréquence des photons est élevé ( donc de longueur d'onde plus courte ) plus ils possèdent une grande énergie ...

Je pense que c'est ça le bon raisonnement en effet !

mais comment le mesurer ?
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Re: température d'un Plasma

Beitrag von blackbird » Mo 17 Jun, 2024 2:37 pm

Oui, c'est correct, plus on va vers l'UV plus chaque photon transporte une grande énergie...
Mais pour des plasmas, la "température" est plus une mesure de l'énergie qu'une température au sens habituel...

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