[发明专利]多级电离产生低能量高密度等离子体的装置及方法

权利要求书

1.一种多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于该装置有三级电离工作区域：第一级由针尖电极(6)与金属棒电极(7)通过第一高压高频电源(2)形成放电回路；第二级由筒状金属电极(8)与金属棒电极(7)通过第二高压高频电源(4)形成放电回路，第三级由金属丝网电极(9)与金属棒电极(7)通过第三高压高频电源(5)形成放电回路；每级电极均固定在绝缘管道(10)形成的管道上，金属棒电极(7)设在绝缘管道(10)中，并且与绝缘管道(10)同轴线设置，在金属棒电极(7)与绝缘管道(10)之间形成可以流动气体的环形空间。

2.根据权利1所述的多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于，第一级电离区域为多个针尖电极分别通过电源与金属棒电极形成放电回路，此级针尖电极至少为一个，第一高压高频电源(2)峰值电压不低于6kV，频率不低于20kHz。

3.根据权利1所述的多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于，第二级电离部分的筒状金属电极(8)其内径为25～30mm，金属棒电极(7)直径为15～20mm，其中筒状电极内壁喷涂有一层高介电系数的高分子材料，这种材料对筒状电极内的电场起稳定和增强的作用，进而形成介质阻挡放电，第二高压高频电源(4)峰值电压不低于10kV，频率不低于20kHz。

4.根据权利1所述的多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于，第三高压高频电源(5)峰值电压不低于10kV，频率不低于20kHz。

5.根据权利1所述的多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于，金属棒电极(7)的前端为光滑的半球状，金属丝网电极(9)要有尽量大的展开面积。

6.根据权利1所述的多级电离产生低能量高密度等离子体的装置，其特征在于，各针尖电极之间互相绝缘，针尖电极、筒状金属电极、网状电极之间互相绝缘。

7.一种用于权利要求书1所述的多级电离装置产生低能量高密度等离子体方法，其特征在于：将所述装置通入5～50m³/h气体，气体在第一高压高频电源(2)50～100W功率作用下初步电离，初步电离出的等离子体通过第二高压高频电源50～150W电源功率的电离产生较均匀且有较大密度的等离子体，第一、二高压高频电源电离出的等离子体通过第三高压高频电源50～150W电源功率的电离与此级对气流的扰动。最终，在低功率输入的作用下喷出电子密度量级高达10²²/m³截面直径为15～20mm的均匀非平衡态等离子体射流。