[发明专利]一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统和方法

权利要求书

1.一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，包括DBD发生装置、实验腔体（10）、气流控制系统、电源系统以及光学测量系统（7）；其中，DBD发生装置设置在实验腔体（10）内；

DBD发生装置包括DBD平板电极单元和电流测量单元；其中，DBD平板电极单元与电流测量单元相连；

DBD平板电极单元包括上电极、绝缘介质和气隙垫片（15）；

上电极包括高压电极（12）；上电极还包括绝缘托盘（13），高压电极（12）内嵌在绝缘托盘（13）中；

绝缘托盘（13）直径为110mm，高压电极（12）为直径为60mm的铜电极；高压电极（12）表面进行打磨处理；

绝缘介质包括第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16），其中，第一石英玻璃（14）覆盖于上电极表面，第二石英玻璃（16）中心镀有ITO镀层（19），第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16）之间设置气隙垫片（15）；气隙垫片（15）两侧开口，气隙垫片（15）形状为扇环形；

电源系统包括高频等离子体发生电源（1）、示波器（4）以及数字延时发生器（5）；高频等离子体发生电源（1）与DBD发生装置（2）相连，DBD发生装置（2）与示波器（4）相连，示波器（4）与高频等离子体发生电源（1）相连；

高频等离子体发生电源（1）还与数字延时发生器（5）相连，数字延时发生器（5）与光学测量系统（7）相连；

第二石英玻璃（16）上设置有电流测量单元；

气流控制系统用于调控高压电极（12）表面气流流速；

气流控制系统包括气瓶（8），气流流量控制仪（9），气流喷嘴（3）以及孟氏洗瓶（11）；其中，气瓶（8）出口经气流流量控制仪（9）与气流喷嘴（3）相连；气流喷嘴（3）设置于实验腔体（10）内；孟氏洗瓶（11）通过气管连接在实验腔体（10）的出气阀门处；

气流喷嘴（3）前部为扁长型中空设计，尺寸与气隙垫片（15）的开口大小一致，气流喷嘴（3）的前部中间气缝宽度为3mm，缝长60mm，与DBD发生装置的气隙垫片（15）的开口相嵌，尾部通过气管与法兰内部的进气口连接；

电流测量单元包括地电极（17）、绝缘层（22）和测量电极（20），其中，绝缘层（22）套装在测量电极（20）外侧，地电极（17）套装在绝缘层（22）外侧，在测量电极（20）和地电极（17）之间跨接4个中心对称的测量电阻（18）；测量电极（20）设置在第二石英玻璃（16）上，地电极（17）通过测量电阻（18）与测量电极（20）相连；

光学测量系统（7）包括第一ICCD相机（28），第二ICCD相机（29），分光棱镜（27）和中继镜头（26），电源系统产生的光路（25）经中继镜头（26）进入分光棱镜（27），经分光棱镜（27）分为两路，一路进入第一ICCD相机（28），另一路进入第二ICCD相机（29）；

第一ICCD相机（28）和第二ICCD相机（29）的像素为1024×1024、单个像素尺寸为13μm，最短曝光时间为2 ns，感光范围为200~900 nm。

2.根据权利要求1所述的一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16）的介电常数均为3.6。

3.根据权利要求1所述的一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，ITO镀层（19）的直径为60mm，透光率为90%，电阻率为8Ω/m²。

4.根据权利要求1所述的一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，气隙垫片（15）厚度为3mm，材质为尼龙。

5.根据权利要求1所述的一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，气流喷嘴（3）采用尼龙材质。

6.根据权利要求1所述的一种气流调控下的介质阻挡放电特性的测量系统，其特征在于，高频等离子体发生电源（1）的电压在0~10kV的范围内，中心频率为20kHz，能够产生频率在10~46kHz的范围内可调的高电压。