[发明专利]针‑管‑环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种介质阻挡放电装置，更加具体的说是针-管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置。

背景技术

在大气介质阻挡放电中，有一种为体介质阻挡放电，另一种情况为沿面介质阻挡放电；同时所述的体介质阻挡放电的气体击穿电压比沿面介质阻挡放电的高；同时所述的体介质阻挡放电在相同能量下产生的活性粒子种类和数量比沿面介质阻挡放电的少，也就是说前者没有放电均匀；沿面介质阻挡放电根据电极结构又可分为“共面型”沿面介质阻挡放电电极结构和“非共面型”沿面介质阻挡放电电极结构；现存的介质阻挡放电射流装置电极等离子体射流源的高压电极在接地电极的内部，因此是以径向电场为主的等离子体射流源；J．L．Walsh等人比较了径向电场和轴向电场的大气压介质阻挡放电等离子体射流源的特性，发现轴向电场等离子体射流源能够使电子更容易迁移到射流的下游端，因此在下游端产生的活性粒子浓度更高，电子激发温度也更大。

发明内容

本发明专利克服了现有技术条件不足，提供一种针-管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置，本发明专利解决的技术方案是：本发明专利所述装置的第一个高压电极为内6.5mm、内径8.22mm、长128.77mm的不锈钢管,第二个高压电极为直径2.764mm、长205.674mm、放电端是铅笔尖型的不锈钢棒，并插入到管状高压电极里；针状高压电极的放电端从管状高压电极的底部放电端伸出了7.5786mm;在管状高压电极的外壁紧密覆盖一内径7.98567mm、外径10.6538mm、长105.783mm的石英玻璃管;石英玻璃管的下端为圆锥体形状，并且有一个孔径3.8637mm的气体出口;在石英玻璃管的外壁距气体出口11.8745mm处紧密缠绕长21.674mm、厚0.36894mm的铜箔，并作为环状接地电极,接地电极的上端与管状高压电极的底部放电端在同一高上，在气体出口下方5.2680mm处，放置了一个厚0.956mm的石英玻璃板。

高纯气体从上方气体入口进入，并利用质量流量计控制其流量为1.267Ipm，电源采用幅值0-20kV，频率为8.5kHz的交流电源，电源输出电压利用高压探头测量得到，输出电流通过测量与接地电极串联的58欧姆电阻上的 电压得到，李萨如图形通过与接地电极串联118 nF电容得到，并记录在示波器上。光谱仪的光纤探头固定在石英玻璃板下方2.67mm处，光信号通过发射光谱仪光栅记录得到；放电照片和等离子体射流长度由尼康数码相机拍照得到。

本发明专利的有益效果：所述针-管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置在管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置的管状高压电极里插入一根针状高压电极，使针状高压电极与等离子体射流下游段处的虚拟电极之间形成轴向电场，并且针状高压电极与接地电极之间发生体介质阻挡放电，进一步提高放电区域的电场强度，这有利于高浓度气体的激发和电离，通过与管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置进行比较，采用双高压电极介质阻挡复合放电形式之后,等离子体射流的氮分子振动温度、光谱强度、氧原子密度比管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置有了显著地提高。

附图说明

图1是本发明专利有效功率随峰值电压变化图。

图2是本发明专利波长范围内的发射光谱图。

图3是本发明专利转动温度随峰值电压变化图。

图4是本发明专利振动温度随峰值电压变化图。

图5是本发明专利平均电子密度随峰值电压变化图。

图6是本发明专利系统结构示意图。

具体实施方式

下面应用具体实例对本发明专利进行一般说明。

实施例：所述高浓度气体，从进气孔进入，接通相关交流电源，设置好参数，在示波器、测谱仪中观察数据变化；本发明专利主要以高纯度气体为实验气体， 图1给出了利用李萨如图形计算得到的有效功率随峰值电压的变化。从该图中可以看出，所述针-管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置的有效功率明显大于管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置的有效功率；当峰值电压从4.589KV增大到6.889KV时，针-管-环式电极大气压沿面介质阻挡放电射流源装置的有效功率从3.22W增大至6.458W。