山东大学电气工程学院
放电等离子体及生物医学应用实验室设备操作规程
一、放电等离子体专业实验室基本要求
1. 实验室应有安全工作制度，主要设备均应编制安全操作规程。
2. 实验室应设立专职或兼职安全员，负责监督检查本规程及有关安全规程、安全制度的贯彻执行。在发生人身或设备事故时安全员应参加事故调查处理。
3. 高压实验工作由实验室技术负责人下达任务。进行高压实验时，实验人员不得少于2人，并指定其中之一为实验负责人。对涉及到主要实验设备的重要实验项目，实验负责人应组织编写高压实验方案。方案中必须明确保证安全的组织措施和技术措施。方案的主要内容一般包括实验任务、实验时间、实验接线、使用设备、人员名单及分工、操作步骤、安全措施、安全监护人等。实验方案由实验室技术负责人批准后执行。
4. 实验方案的编写人不得担任实验方案批准人，特别重要的大型实验项目的实验方案应经实验室负责人和院级负责人批准。
二、一般高压放电等离子体实验过程的操作规程
1. 实验开始前，实验负责人应对全体实验人员详细布置实验任务和交待安全注意事项。
2. 实验装置的电源开关应有明显可见的断开点。
3. 在加压前，实验负责人必须检查实验设备和试品，检查实验接线、表计倍率、调压器零位及测量系统的开始状态，检查实验设备高压端接地线是否已拆除，检查安全措施的完成情况，均正常无误后方可加压。
4. 加电压。命令实验人员离开试品和高电压试区，转移到安全地带。一切检查无误后由实验负责人下令加压，操作人员应并鸣示警标识。升压过程中应有人监护，并有专人监视实验设备及试品。
5. 在升压过程中，若发现异常情况，应立即停止实验，然后降电压、切断电源，并在电源开关把手上挂警示牌。实验设备和试品只有经充分放电接地后才能进行检查，待查明原因，处理后才能恢复实验。雷雨时，应停止户外实验场的高压实验。
6. 加压结束后，电压降至零，由加压人员或指定的专人断开电源。对高压实验设备和试品经充分放电并可靠接地后，方可更改接线或结束实验。
7. 放电。对实验设备和试品放电应使用接地操作棒。使用接地操作棒时，手不得超过握柄部分的护环。接地线与人体的距离应大于接地操作棒的有效绝缘长度。接地操作棒的绝缘长度按安全作业的要求选择，但总长度不得小于1000mm，其中绝缘部分700mm，握手部分300mm。
8. 对高压实验设备及试品在高压实验前、实验后的放电，必须先将接地操作棒的接地线可靠地连接在接地点上，再用接地操作棒放电。对大电容的直流实验设备和试品以及直流实验电压超过100kV的设备和试品的放电，应先用带放电电阻的接地操作棒放电，然后再直接短路接地放电。变更冲击电压发生器波头和波尾电阻或直流发生器更换极性前，必须对电容器逐级短路接地放电或启动短路接地装置。
9. 对高压实验设备和试品在进行高压实验前后的放电时间，一般不短于5min。对大容量的直流实验设备和试品的放电时间，应在 5min以上。
10. 放电后将接地操作棒挂在高压端，接地线仍固定在接地点上，保持接地状态，当再作实验时取下。
11. 实验间断时，应断开实验电源，电源回路应有实验人员能看见的明显断开点，并在刀闸负荷侧操作把手上悬挂警示牌，恢复试验时，应重新检查实验接线和安全措施。
12. 实验结束后，应拆除自装的临时短路接地线，清理现场。
13. 在停电设备上进行改接线及设备维修等工作时，应在断开的电源开关负荷侧装设接地线。
14. 实验人员离开实验室前，应切断有关电源。对于必须继续使用的电源，应在电源开关处悬挂警示牌。
三、主要设备操作规程
3.1 直流脉冲发生系统（包含高压直流电源（简称电源）、充电电容、气体开关、放电波头波尾电路）
操作步骤 |
操作规范 |
1 |
高压直流电源尽量与剩余系统元件远离放置。 |
2 |
在接通电源前，需要对脉冲发生系统各部件连接的完整性、电源调零旋钮、接地装置、高压端绝缘配件和保护措施进行详细勘察，确认无误后，方可接通系统主电源。 |
3 |
试验人员要尽量远离加压区，在高压直流电源安全侧进行操作。加压时，打开电源开关，保持电流旋钮为零位，旋转调压旋钮至充电电压预设值，用定压调控电流的方式对脉冲电容进行充电，电流不宜过大，控制在0.1mA左右。 |
4 |
当电压上升到预设值、电源无充电电流后，将电流调控旋钮回零。 |
5 |
手动/远程信号发生装置触发气体开关，对试品进行放电。 |
6 |
若需要重复对试品加压放电，重复步骤3-5。 |
7 |
若停止对试品加压放电，保证电流旋钮在零位的同时，将调压旋钮回零，然后关闭电源开关。 |
8 |
在保证安全的情况下，用接地杆触碰充电电容端口以及各高压端接线口释放冗余电荷。 |
9 |
最后拔除电源插座，将接地杆放在高压端口防止空气中电荷积聚。 |
3.2 高频交流电压发生系统（包含调压器，高频电流发生器）
操作步骤 |
操作规范 |
1 |
在接通电源前，需要对调压器和高频电源发生器的调零旋钮、接地装置、高压端绝缘配件和保护措施进行详细勘察，确认无误后，方可接通系统主电源。 |
2 |
试验人员要尽量远离试品加压区，在调压器安全侧进行操作。加压时，打开电源开关，调节调压器旋钮，在示波器查看加压波形，达到预设电压等级时停止旋钮。 |
3 |
加压持续过程中，旋钮保持不动。 |
4 |
若停止对试品加压放电，转动调压器旋钮，慢速逐渐将电压减少至零，通过示波器查看。 |
5 |
电压归零后，先关闭高频交流发生器开关，再关闭调压器电源。将高压端与接地线连接。 |
3.3 射频/微波信号发生系统（包含微波源、射频源，高压电源，信号发生器）
操作步骤 |
操作规范 |
1 |
在接通电源前，需要对微波源、射频源和高压电源的调零旋钮、接地装置、高压端绝缘配件和保护措施进行详细勘察，确认无误后，方可接通系统主电源。 |
2 |
试验人员要尽量远离试品加压区，在信号发生器安全侧进行操作。加压时，打开电源开关，提高电压，查看电源显示，将电压提高到预设值。 |
3 |
调节信号发生器，根据目标波形设置发生器信号参数，查看示波器，查验输出波形是否合适。 |
4 |
若停止对试品加压放电，关闭信号发生器输出，逐步减小电源输出电压至零，关闭电源开关。 |
5 |
将高压端与接地线连接。 |
3.4 Nd:YAG泵浦染料激光器（包含泵浦激光器、染料激光器、控制机、外置水冷机）
操作步骤 |
操作规范 |
1 |
在操作激光器前，检查光路、冷却水路和供电电路的完整性，确保激光器周围无危险易燃易爆物品，确保安全无误后，开启外置水冷机开关和染料池开关，并保持持续运行。 |
2 |
打开电脑，通过局域网和配套软件连接泵浦激光器和染料激光器，在染料激光器控制页面设置好光学参数（激光波长）。 |
3 |
打开泵浦激光器保险开关，开始加压，观察水冷循环运行情况，若出现过热情况，停止激光器运行。 |
4 |
根据软件提示打开泵浦激光器Pockels Cell，然后打开Shutter输出激光。 |
5 |
操作人员观察激光时要佩戴保护墨镜，可根据能量计读数判断输出激光强度。 |
6 |
调节好激光器和待测试品后，降下吸光布，形成光学暗室，进行光学诊断和测量。 |
7 |
关闭激光器以关闭Shutter、关闭Pockels Cell、关闭电压的顺序进行，然后关闭控制软件程序，最后关闭外置水冷机。 |
3.5 光谱仪和ICCD高速相机（包含光谱仪、ICCD高速相机、光纤探头）
操作步骤 |
操作规范 |
1 |
在操作光谱仪和ICCD前，检查设备的完整性，确保光谱仪周围无强光源，尽量减弱环境光，确保安全无误后，光谱仪和ICCD电源，并保持持续运行。 |
2 |
打开电脑，通过局域网和配套软件连接光谱仪和ICCD，在控制页面设置好光学参数（门宽、拍摄模式和拍摄速度等），将光学增益开到最低，落下吸光布，形成光学暗室，并拍摄基础样张。 |
3 |
根据待测试品光强，逐渐增强光学增益到合适程度，在配套软件查看检测和观察诊断结果，根据需求对合适图像进行拍摄保存。 |
4 |
关闭设备时，先从软件断开设备连接，再依次关闭设备电源开关。 |