[發(fā)明專利]一種并聯(lián)電容式低溫等離子體射流產(chǎn)生裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310461302.4
• 申請(qǐng)日: 2013-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103491699A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊蘭蘭;屠彥;鄭姚生;俞永波;占建英;戶玎嵐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H05H1/26
• 分類號(hào): H05H1/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低溫等離子體科學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫等離子體射流發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，大氣壓低溫等離子體由于其特有的優(yōu)勢(shì)及其巨大的應(yīng)用前景受到人們廣泛的關(guān)注。其中，大氣壓低溫等離子體射流裝置可以在周圍大氣中產(chǎn)生等離子體射流，不會(huì)使受處理的物體受到等離子體放電間隙尺寸的限制，操作簡(jiǎn)便，且產(chǎn)生的氣體溫度低，活性高，成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。大氣壓低溫等離子體射流采用特殊電極結(jié)構(gòu)，利用氣流和電場(chǎng)的作用使放電區(qū)域產(chǎn)生的等離子體從噴管或孔口中噴出，或直接在被處理物體內(nèi)產(chǎn)生，形成大氣壓非平衡等離子體射流，然后利用其產(chǎn)生的各種自由基、帶電粒子、紫外線等共同作用在被處理物體上，適用于材料表面處理，納米結(jié)構(gòu)制造及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

在直流電源（DC）、交流電源（AC）、射頻電源（RF）、微波電源（Microwave）、直流脈沖（DC-pulsed）電源等各種電源的驅(qū)動(dòng)下，等離子體射流裝置都能在大氣環(huán)境中產(chǎn)生大氣壓低溫等離子體射流。在現(xiàn)有驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，通常將電容、電阻串聯(lián)到電路中，主要起控制施加在電極上的電壓和放電電流的作用，選擇不同的電阻和電容，可以調(diào)節(jié)放電電流，并控制射流產(chǎn)生的溫度。在中頻和高頻交流高壓電源驅(qū)動(dòng)下，通常僅正半周期內(nèi)有一個(gè)或少個(gè)射流放電脈沖產(chǎn)生，處理效率不高。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提供一種表面處理效率高的并聯(lián)電容式低溫等離子體射流產(chǎn)生裝置。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一種并聯(lián)電容式低溫等離子體射流產(chǎn)生裝置包括氣瓶、流量計(jì)、中心中軸線方向設(shè)有金屬電極的空心介質(zhì)管、三通接頭、外部高壓電源、包含上極板和下極板的平板電容；其中，所述氣瓶通過(guò)流量計(jì)后分別連接到所述三通接頭的第一輸入接口，三通接頭的輸出接口與空心介質(zhì)管的一端密封連接；外部高壓電源從三通接頭的第二輸入接口連接所述金屬電極；所述平板電容的上極板和金屬電極、外部高壓電源的正輸出端相連，下極板與外部高壓電源的接地端相連。

所述平板電容極板內(nèi)部為金屬導(dǎo)體，外面涂敷有一層絕緣材料，工作時(shí)，平板電容的極板面積、極板間距離和中間介質(zhì)可以調(diào)節(jié)，但需保證極板間不發(fā)生放電，電容不被擊穿；典型參數(shù)為平板電容上下極板間距為2-6cm左右，極板面積為10-50cm²，中間介質(zhì)為空氣，或陶瓷、玻璃等絕緣介質(zhì)。

有益效果：本裝置中平板電容和射流管并聯(lián)，平板電容的儲(chǔ)能使得射流管一個(gè)周期內(nèi)可以形成多個(gè)脈沖放電，射流處理的效率提高。本裝置工作時(shí)，外加電壓不得使平板電容擊穿或產(chǎn)生放電，同時(shí)，外加電壓使得內(nèi)部金屬電極上的高電壓和地之間形成強(qiáng)電場(chǎng)，在噴射出的惰性氣體通道內(nèi)產(chǎn)生氣體放電，形成低溫等離子體射流，射流以遠(yuǎn)高于氣體流速的速度向介質(zhì)管外傳播，并攜帶有大量的帶電粒子，活性粒子和UV光子等。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明裝置實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明裝置實(shí)施例1的有無(wú)平板電容放電效果示意圖。(a)無(wú)電容(b)有電容；

圖3是本發(fā)明裝置實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明裝置實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

實(shí)施例1：如圖1所示，本發(fā)明所述的并聯(lián)電容式低溫等離子體射流產(chǎn)生裝置。該裝置包括氣瓶1、流量計(jì)2、中心中軸線方向設(shè)有金屬電極3的空心介質(zhì)管4、三通接頭5、外部高壓電源6、包含上極板7和下極板8的平板電容；其中，所述氣瓶1通過(guò)流量計(jì)2后分別連接到所述三通接頭5的第一輸入接口，三通接頭5的輸出接口與空心介質(zhì)管4的一端密封連接；外部高壓電源6從三通接頭5的第二輸入接口連接所述金屬電極3；所述平板電容的上極板7和金屬電極3、外部高壓電源6的正輸出端相連，下極板8與外部高壓電源6的接地端相連。所述平板電容極板內(nèi)部為金屬導(dǎo)體，外面涂敷有一層絕緣材料。平板電容上下極板間距為2-6cm左右，極板面積為10-50cm²，中間介質(zhì)為空氣，或陶瓷、玻璃等絕緣介質(zhì)。