等离子体应用广泛，诊断方法众多。学界对真空电弧的诊断主要采用Langmuir探针法和光谱法。论文设计了用于真空开关电弧等离子体诊断的Langmuir探针，配套完成了整体诊断系统的设计，并对影响等离子体参数的因素进行了试验研究。
　　在充分调研的基础上，论文选择Langmuir探针法作为真空开关电弧等离子体诊断方法。在探针设计时，Langmuir探针的前端金属丝半径应远大于德拜长度，而德拜长度与等离子体电子温度和电子密度有关。为了得到本文关心的kA量级脉冲真空电弧中的电子温度与电子密度数值，论文基于FLUENT软件搭建真空开关电弧仿真模型进行了仿真计算。论文在流体力学方程的基础上推导了适用于真空电弧的磁流体方程组，确定了边界条件，并化为FLUENT自定义方程的标准形式，修正FLUENT自带求解器完成二次开发。根据仿真得到的电子密度和电子温度计算德拜长度，选择合适的探针前端金属丝半径，完成探针尺寸设计。结合探针形状及材料的选择，最终研制出适用于真空开关电弧等离子体诊断的Langmuir探针。
　　论文完成了真空电弧发生器的研制，主要包括平板极型真空开关和触发源回路。选择动态扫描法作为探针的测量方式，并依据此方法对Langmuir探针扫描信号的要求，研制了能够稳定输出频率0.8MHz、电压范围-60V~+60V的双极性扫描电源。根据增益带宽积的要求选择LTC6090芯片作为主要运算放大器，并相应设计了滤波、放大单元以及芯片的供电电源。包括RC滤波、Buck-Boost功率回路、TL494控制部分、输出电压采样以及辅助电源。针对系统出现的电磁干扰采取了相应的硬件和软件措施，硬件主要采用的是增设滤波装置、地电位隔离、就近接地等方法；软件方面主要是对多次测量的结果求平均。
　　论文利用研制的真空开关电弧等离子体诊断系统对平板极型真空开关做了试验，测出Langmuir探针的I-V曲线后，推算了真空开关电弧金属蒸汽等离子体的各项参数，试验结果符合现有文献所述参数范围，并且具有相似的分布规律。为了研究电流大小对真空开关电弧等离子体参数的影响，改变脉冲电流峰值，分别取值150A、450A、1kA进行试验，发现电子温度在电流较小时基本保持不变，当电流继续增大，电子温度升高；电子密度随电流增大而增大，但是增长速度逐渐变慢。为了研究电极间距对真空开关电弧等离子体参数的影响，本文测量了电极间距分别为8mm、10mm、12mm时，脉冲电流峰值450A的真空开关电弧等离子体参数分布，发现电子温度集中在1.17eV~1.67eV之间，电子密度随电极间距的增大而减小，并且电极间距越大，电子密度下降的速度越快。