[發明專利]介質阻擋增強型多電極輝光放電低溫等離子體刷陣列發生裝置

有效

• 申請號: 201310280713.3
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103327722A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 段憶翔;李雪梅
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 呂建平

技術領域

本發明屬于等離子體發生裝置領域，特別涉及一種介質阻擋增強型多電極輝光放電低溫等離子體刷陣列發生裝置。

背景技術

中國專利ZL201120020842.5公開了一種大氣壓低溫等離子體電刷發生裝置及陣列組合，包括氣體放電腔室，一對輝光放電電極，限流電阻，電源及質量流量控制器。氣體放電腔室由陶瓷材料或聚四氟乙烯一類的聚合物制成，具有進氣端口和出氣端口，出氣端口為窄縫狀，氣體放電腔室內靠近出氣端口的部分形成窄縫腔體。兩個輝光放電電極的放電端位于窄縫腔體處，與限流電阻一起串聯在電源的兩端，電源用于提供電壓，限流電阻用于限制兩個輝光放電電極之間的電流大小，避免輝光放電轉變為弧光放電。該裝置結構簡單，操作安全，但是其能耗、擊穿電壓以及產生的焦耳熱都較高。

為了對上述裝置的不足進行改進，申請號為201210006023.4的中國專利申請公開了一種介質阻擋放電增強型低溫等離子體電刷發生裝置，在進氣端口與輝光放電放電電極之間增加了一對介質阻擋放電平板電極對工作氣體進行預電離，采用交流電源為平板電極提供放電電壓。工作時，工作氣體從進氣端口流入氣體放電腔室，流經平板電極所對應的區域時，被介質阻擋放電平板電極施加的電壓預電離，接著再流經窄縫腔體，兩個輝光放電電極上施加的電壓再次將預電離的工作氣體激發，形成穩定的輝光放電，工作氣體等離子體化。等離子體氣流快速從氣體放電腔室的出口端噴出，向外延伸成刷狀穩定的低溫等離子體射流，形成大氣壓低溫等離子體刷。雖然介質阻擋放電平板電極的預處理使得該改進的等離子體電刷發生裝置比中國專利ZL201120020842.5所述的裝置產生等離子體的起始電壓更低，正常輝光放電時額定工作電壓和電流更小，產生相同體積等離子體的總能耗僅為原有裝置的25%。但是為了對大面積物體進行快速有效的處理，只能增大輝光放電電極之間的距離以獲得更大體積的等離子體，在輝光放電電極之間間距增大的同時，輝光放電電極之間的擊穿電壓以及等離子體的放電功率都會大增，這樣不僅需要消耗更多的能量，也對電源設備提出了更高的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種介質阻擋增強型多電極輝光放電低溫等離子體刷發生裝置，以實現在較低擊穿電壓和較低的總能量消耗下產生更大體積的等離子體刷，對大面積物體進行快速有效處理。

針對本發明的目的，本發明提供的介質阻擋增強型多電極輝光放電低溫等離子體刷陣列發生裝置，包括由絕緣材料制備的氣體放電腔室、一對附著在氣體放電腔室上下兩側壁上的介質阻擋放電平板電極和兩個位于介質阻擋放電平板電極下游設置在氣體放電腔室左右兩端壁上的第一類輝光放電電極，所述氣體放電腔室具有工作氣體進口和等離子體出口，氣體放電腔室內靠近等離子體出口的部分為窄縫結構，等離子體出口為窄縫口，在所述兩個位于氣體放電腔室左右兩端壁上的第一類輝光放電電極之間窄縫結構的腔體處還設有至少一個第二類輝光放電電極，每兩個相鄰的輝光放電電極之間構成輝光放電電極對，形成輝光放電電場。

上述裝置中，相鄰兩個輝光放電電極之間的距離以能保證輝光放電電極之間的工作氣體被擊穿形成輝光放電為限，而擊穿工作氣體形成輝光放電的電壓與工作氣體的種類、工作氣體的溫度、工作氣體被平板電極預電離的情況以及相鄰兩個輝光放電電極之間的距離等因素有關。

上述裝置中，所述輝光放電電極均勻地分布在窄縫結構腔體處，各輝光放電電極可以分布在同一條直線上，也可以不分布在同一條直線上，最好是沿垂直于工作氣體流動方向的方向均勻地分布在窄縫結構腔體處；工作時，相鄰的輝光放電電極接在電源的不同輸出端上，以保證每兩個相鄰的輝光放電電極之間具有大小相等的電壓差，從而產生強度相等的等離子體刷。

上述裝置中，輝光放電電極與電源形成的輝光放電回路上最好串聯有限流電阻，以防止輝光放電轉變為弧光放電。

上述裝置中，所述輝光放電電極的放電端可為平面，也可針狀或其他的現狀。安裝在窄縫結構腔體處的所述第二類輝光放電電極最好采用以平面為放電端的薄片輝光放電電極，其厚度在0.001~10mm，不超過0.1mm時效果最佳，以使相鄰兩個電場產生的等離子體從氣體放電腔室等離子體出口流出合并成一個完整的等離子體刷。