Determination of axial thermal plasma temperatures without Abel inversion

Marotta, A.

doi:10.1088/0022-3727/27/2/014

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“…It should be mentioned that a method proposed in ref. [43] to calculate axial plasma temperatures without Abel inversion was also employed. However, the results show that the axial temperature was approx.…”

Section: Concentration Profiles Of Ar and Hementioning

confidence: 99%

Excitation Temperature and Constituent Concentration Profiles of the Plasma Jet Under Plasma Spray-PVD Conditions

Mauer

Vaßen

2017

Plasma Chem Plasma Process

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Plasma spray-physical vapor deposition (PS-PVD) is a promising technology to produce columnar structured thermal barrier coatings with excellent cyclic lifetime. The characteristics of plasma jets generated by standard plasma gases in the PS-PVD process, argon and helium, have been studied by optical emission spectroscopy. Abel inversion was introduced to reconstruct the spatial characteristics. In the central area of the plasma jet, the ionization of argon was found to be one of the reasons for low emission of atomic argon. Another reason could be the demixing so that helium prevails around the central axis of the plasma jet. The excitation temperature of argon was calculated by the Boltzmann plot method. Its values decreased from the center to the edge of the plasma jet. Applying the same method, a spurious high excitation temperature of helium was obtained, which could be caused by the strong deviation from local thermal equilibrium of helium. The addition of hydrogen into plasma gases leads to a lower excitation temperature, however a higher substrate temperature due to the high thermal conductivity induced by the dissociation of hydrogen. A loading effect is exerted by the feedstock powder on the plasma jet, which was found to reduce the average excitation temperature considerably by more than 700 K in the Ar/He jet.

show abstract

Section: Concentration Profiles Of Ar and Hementioning

confidence: 99%

Excitation Temperature and Constituent Concentration Profiles of the Plasma Jet Under Plasma Spray-PVD Conditions

Mauer

Vaßen

2017

Plasma Chem Plasma Process

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show abstract

“…Another that can be applied is the intensity of radiation emitted by some spectral lines. The Electronic Temperature can be calculated with different techniques, one is the relative intensity of spectral lines, of the transition from the level m to r of one line and from j to i of the other line, given by Equation 1 [23]. …”

Section: Spectroscopymentioning

confidence: 99%

Sensors for quality control in welding

Alfaro

2012

Soldag. insp.

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The classical inspection methods used for detecting and finding disturbances in welding process are based on direct measurement of its parameters as arc voltage, welding current, wire feed speed, etc. Using these inspection methods implies sensors insertion around the welding process and its presence could alter the metallic transference behavior and consequently an uneven quality as well as it can increase the production cost. For reducing these implications is necessary using a non intrusive inspection method. In this paper we will show nonintrusive methods to the weld quality inspection. These methods are based on sensor fusion, the extraction of global information coming from the interrelation data given by each sensor that, for example, sensing the spectroscopy radiation emission, the acoustic sensing of the electrical arc, the infrared emissions indicating the heat content of the weld. Finally, the fusion data will be applied to a statistical control for detecting and finding welding disturbances. The results will show that sensor fusion could be used as a tool to measure indirectly the weld quality in the GMAW process. Key-words: Quality Control in Welding, Spectroscopy, Acoustic sensing, Infrared emission, Sensor fusion. Resumo: Os métodos clássicos de inspeção utilizados para detectar e encontrar perturbações nos processos de soldagem são baseados comumente na medição direta de seus parâmetros como da tensão do arco, corrente de soldagem, velocidade de alimentação, etc. Usando esses métodos de inspeção implica inserção dos sensores em todo o processo de soldagem e sua presença poderia alterar o comportamento, por exemplo, da transferência metálica e, consequentemente, uma qualidade irregular da junta soldada, bem como provocaria o aumento do custo de produção. Para reduzir essas implicações é necessário usar um método de inspeção não intrusiva.

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“…Ou seja, as temperaturas dos elétrons e das partículas pesadas são similares. (6) A temperatura dos elétrons é estimada pelo uso da razão de intensidades relativas de um par de linhas de emissão (subíndices 1 e 2 na Equação 1) do mesmo elemento químico, como proposto por Marotta, (7) que leva em conta a diferente distribuição de densidade ao longo da coluna de soldagem. …”

Section: Cálculo Da Temperatura Do Plasmaunclassified

Utilização Da Espectroscopia Óptica De Emissão Para Monitoração E Controle Da Temperatura Da Soldagem Gtaw

Mendonça¹,

Alfaro²,

Borges³

2007

TMM

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ResumoEste artigo apresenta uma nova técnica de monitoração e controle da qualidade da soldagem em tempo real utilizando a emissão eletromagnética da coluna de plasma no arco de soldagem GTAW, medida por meio de espectrometria óptica de emissão. A monitoração é realizada pelo cálculo da temperatura média dos elétrons do Argônio presente na coluna do arco de solda. O método empregado para obter o valor da temperatura eletrônica foi o da razão das intensidades relativas, advinda das Leis de Boltzmann, Saha e da definição de intensidade de linhas de emissão. Admitindo que a temperatura média dos elétrons do Argônio na coluna de plasma seja proporcional ao aporte térmico empregado, atua-se na corrente de soldagem de forma que a temperatura eletrônica permaneça estável. Com um controlador digital, mantem-se a temperatura eletrônica em torno de um determinado valor de referência, de forma que o efeito de possíveis perturbações externas seja compensado, possibilitando uma solda de melhor qualidade, com propriedades mecânicas constantes ao longo da peça soldada. Palavras-chave: Espectrometria; Soldagem; Plasma; Controle de soldagem. REAL TIME CONTROL AND MONITORING SYSTEM OF GTAW WELDING WITH USE OF OPTICAL EMISSION SPECTROSCOPY METHOD FOR ELECTRONIC TEMPERATURE SENSING AbstractThis paper presents a new technique for monitoring and control of welding quality in real time by electromagnetic emission analysis from plasma column of arc welding GTAW using emission spectroscopy. The monitoring is made by estimating the mean temperature of electrons of Argon present on plasma column. The electron temperature is estimated using the intensity ratio of a couple of emission lines, obtained by combination of Saha, Boltzmann and emission intensity equations. Considering that the mean temperature of electrons of Argon in plasma column is proportional to heat input, act in welding current to maintain the electronic temperature constant, with a digital control. The effect of external disturbances is compensated by the controller, offering a better weld quality, with mechanical properties constant in the welded surface. Key words: Spectroscopy; Welding; Plasma; Welding control. INTRODUÇÃOA indústria lida permanentemente com o desafio de reduzir o custo da produção e ao mesmo tempo promover a melhoria constante na qualidade de seus produtos. A soldagem é um dos processos de fabricação mais utilizados e mais propício a erros, uma vez que é um processo complexo, devido ao grande número de variáveis que a caracterizam e por sua sensibilidade a fatores externos.Os sensores de soldagem atualmente desenvolvidos visam atender à condição de não interferência, na qual se destacam aplicações de técnicas de visão computacional, medições com lasers, ultra-som e espectroscopia óptica

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Determination of axial thermal plasma temperatures without Abel inversion

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Excitation Temperature and Constituent Concentration Profiles of the Plasma Jet Under Plasma Spray-PVD Conditions

Excitation Temperature and Constituent Concentration Profiles of the Plasma Jet Under Plasma Spray-PVD Conditions

Sensors for quality control in welding

Utilização Da Espectroscopia Óptica De Emissão Para Monitoração E Controle Da Temperatura Da Soldagem Gtaw

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