[發(fā)明專利]一種單電極產(chǎn)生低溫等離子體的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410585628.2
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN104284502A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬京林;萬良淏;萬良慶
• 申請（專利權(quán)）人: 南京蘇曼等離子科技有限公司
• 主分類號(hào): H05H1/24
• 分類號(hào): H05H1/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開了一種單電極產(chǎn)生低溫等離子體的裝置，屬于低溫等離子體材料處理和工業(yè)廢氣處理環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

低溫等離子體中存在大量的活性粒子，比通常的化學(xué)反應(yīng)器所產(chǎn)生的活性粒子種類更多活性更強(qiáng)，更易于和所接觸的材料表面以及各類氣體發(fā)生反應(yīng)。因此，在材料、環(huán)保等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用前景，比如材料表面改性、空氣凈化、大氣污染處理等。

現(xiàn)有技術(shù)中，介質(zhì)阻擋放電DBD技術(shù)作為一種氣體放電形式，通過在電極間引入阻擋介質(zhì)，可在放電發(fā)生時(shí)限制放電電流的自由增長，阻止電極間火花放電或者弧光放電的形成，具有放電功率密度適中的特點(diǎn)，并可以采用多種放電結(jié)構(gòu)、混合氣體和不同的輸入功率、電壓、頻率、氣壓氣流等工作條件，具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，非常適合工業(yè)化應(yīng)用。但其存在一個(gè)難以克服的問題，即普通的平行平板型大氣壓介質(zhì)阻擋放電因放電區(qū)域受限于兩極板之間的狹小區(qū)域，因而不能處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的材料或者尺寸較厚的材料或者中空材料，其工業(yè)應(yīng)用范圍存在一定的局限性。低溫等離子體噴槍雖然可以處理復(fù)雜結(jié)構(gòu)的材料或者尺寸較厚的材料或者中空材料，但噴槍產(chǎn)生低溫等離子體的處理范圍一般比較小，只有幾個(gè)毫米到幾十毫米，要處理寬幅的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的材料或者尺寸較厚的材料或者中空材料則需要多組噴槍復(fù)合使用，其成本昂貴并有電磁兼容的相互干擾問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種單電極產(chǎn)生低溫等離子體的裝置，針對以上介質(zhì)阻擋放電DBD技術(shù)放電區(qū)域受限于兩極板之間的狹小區(qū)域，噴槍產(chǎn)生低溫等離子體的處理范圍一般比較小，只有幾個(gè)毫米到幾十毫米，本發(fā)明提供了一種大氣壓條件下單電極產(chǎn)生寬幅低溫等離子體的裝置，實(shí)現(xiàn)了在常壓下用一根線狀電極即可以產(chǎn)生寬幅低溫等離子體，只需在材料的一面進(jìn)行低溫等離子體處理，有效地改善了DBD低溫等離子體兩個(gè)電極之間的距離限制和不能處理比較厚的高分子材料或中空的材料和噴槍產(chǎn)生低溫等離子體的處理范圍一般比較小，只有幾個(gè)毫米到幾十毫米，不能一次處理寬幅的材料。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：

一種單電極產(chǎn)生低溫等離子體的裝置，包括順次相連接的高頻電源模塊、匹配模塊和高頻升壓模塊，所述高頻升壓模塊的輸出端還連接有一個(gè)金屬球電極，所述金屬球電極經(jīng)過線電極與另一個(gè)金屬球電極相連接；

高頻電源模塊產(chǎn)生的高頻源信號(hào)經(jīng)過匹配模塊對高頻升壓模塊進(jìn)行激勵(lì)產(chǎn)生高壓，高壓加載到成對金屬球直間的線電極上，線電極上的高壓達(dá)到設(shè)定的閾值時(shí)，線電極周圍的空氣被擊穿放電，線電極上產(chǎn)生線狀的低溫等離子體。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述線電極的長度范圍為50mm～5000mm，優(yōu)選200～2000mm，直徑范圍為0.1mm～1.0mm，優(yōu)選0.6mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述金屬球電極的直徑范圍為20mm～100mm，優(yōu)選30mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述高頻電源模塊為高頻正弦波電源，其頻率范圍在20KHz～200KHz，優(yōu)選50KHz～100KHz。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述匹配模塊為匹配電感。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述匹配電感的電感值范圍為1mH～20mH，優(yōu)選優(yōu)選2～5mH。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述線電極上加載的高壓為正弦高壓，正弦高壓設(shè)定的閾值為10000V～30000?V。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1）本發(fā)明提供了大氣壓條件下單電極產(chǎn)生線狀低溫等離子體，其結(jié)構(gòu)合理，設(shè)計(jì)科學(xué)，有效地解決了DBD低溫等離子體只能在兩電極之間的小間隙放電。

2）本發(fā)明提供了大氣壓條件下單電極產(chǎn)生線狀低溫等離子體，其線放電寬度可以從幾十毫米到幾千毫米，有效地解決了其它射流低溫等離子體只能產(chǎn)生小范圍放電的問題。

3）本發(fā)明提供了大氣壓條件下單電極產(chǎn)生線狀低溫等離子體，如果作為材料處理，只需在材料的一面進(jìn)行低溫等離子體處理，有效地改善了DBD低溫等離子體兩個(gè)電極之間的距離限制和不能處理比較厚的高分子材料或中空的材料。