[实用新型]大气压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列

说明书

本实用新型提供一种大气压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列，更大程度地降低射流装置工作时耗，提高工作效率，并在相对较低能耗下产生较大尺寸等离子体射流。本实用新型包括具有进气端口和出气端口的窄缝腔体、直流主放电电极和一对介质阻挡放电平板电极，直流主放电电极为多个柱形的阳极、阴极，均沿出气端口的厚度方向插入窄缝腔体；多个阳极和阴极沿平行于出气端口的直线依次交替布置，以柱面作为放电端面，组成直流放电单元的线型阵列，阳极个数比阴极个数多一或少一。本实用新型巧妙地利用直流主放电中阳极和阴极呈线型交替布置特征，以及直流辉光并联放电特性，实现了较低能耗下产生较大尺寸等离子体射流。

技术领域

本实用新型涉及一种低温等离子体射流发生装置。

背景技术

中国专利ZL 201210006023.4《介质阻挡放电增强型低温等离子体电刷发生装置》中公开的介质阻挡放电增强型低温等离子体电刷发生装置，由一个主体腔室，一对主放电电极，一对介质阻挡放电(DBD)平板电极，一个限流电阻，一个质量流量计和两个电源设备组成。主体腔室包括两个端口，一个端口为进气端口，另一个端口为出气端口，主体腔室内靠近该出气端口的部分自然形成窄缝腔体。在窄缝腔体处，布置着主放电的两个电极，电极相互正对的放电端面为平面或针尖状。主放电电极的回路上还串联有限流电阻。在进气端口与主放电电极的位置之间还设置有用以对工作气体进行预电离的一对DBD平板电极，两平板电极金属表面紧贴窄缝腔体外壁上。主体腔室是由如聚四氟乙烯一类的聚合物或绝缘陶瓷材料制成；电极为耐热的金属材料。为主放电电极提供放电电压的电源既可以采用直流也可以采用交流；为平板电极提供放电电压的电源采用交流电源。质量流量计用来控制流经腔室的等离子体气流。电路中串联的限流电阻可以抑制阴极区域的电场波动，限制两极之间放电电流的大小，防止辉光放电转变成电弧放电，从而使得在气体腔室中可以产生稳定的辉光放电。

工作时，让工作气体(等离子体维持气体和/或活性气体)从进气端口流入腔室，当流经两平板电极所对应的区域时，在两电极上外加一定的交流电压，电压幅值控制在工作气体击穿阈值附近，确保DBD功率不大于1W。经DBD预处理的部分预电离气体在穿越腔室之前，在靠近出气端口主放电所对应的两个电极上外加一定的电压来再次激发预电离的工作气体，使其放电产生刷状的等离子体射流，从出气端口喷出，形成大气压低温等离子体电刷。

尽管与早期的等离子体发生装置相比，该装置优势明显，其结构简明、无需昂贵的真空系统就可以在常压下产生低温等离子体射流，等离子体射流放电更稳定，一定程度上也减少了工作能耗。

然而，进一步从提高等离子体射流工作效率来考虑，该装置仍然不甚理想。由于受到外加直流电源幅值和直流电极间击穿场强的限制，射流的宽度通常不大于15mm。因而，射流发生装置在处理大面积样品时，耗时较长，工作效率低下，不易于在工业、医疗、卫生等领域开展大规模的应用。

实用新型内容

本实用新型提供一种大气压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列，对背景技术中的技术方案进行改进，更大程度地降低射流装置工作时耗，提高工作效率，并在相对较低能耗下产生较大尺寸等离子体射流。

为实现以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

该大气压介质阻挡放电增强型直流交替电极低温等离子体射流阵列，包括具有进气端口和出气端口的主体腔室、直流主放电电极和一对介质阻挡放电平板电极，主体腔室由绝缘材料制成；所述出气端口为窄缝状，主体腔室内靠近出气端口的部分形成窄缝腔体，出气端口的宽度与厚度之比为5～100：1；所述直流主放电电极设置在窄缝腔体处，所述平板电极位于进气端口与主放电电极之间用来预电离工作气体；有别于现有技术的是：所述直流主放电电极为多个柱形的阳极、阴极，均沿出气端口的厚度方向插入窄缝腔体；多个阳极和阴极沿平行于出气端口的直线依次交替布置，以柱面作为放电端面，组成直流放电单元的线型阵列，设阳极个数为n，则阴极个数为n+1或n-1。

基于上述基本方案，本实用新型还做如下优化限定和改进：