[實用新型]一種用于產生穩定均勻放電的裝置

有效

• 申請號: 201620108855.0
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN205356790U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 吳勇峰;徐英花
• 申請（專利權）人: 湖南工程學院
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H05H1/46
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

技術領域

本實用新型涉及等離子放電領域，特別涉及一種用于產生穩定均勻放電的裝置。

背景技術

氣體放電產生的低溫等離子體在實際生產生活中得到廣泛的應用，例如在醫學領域中用于殺菌消毒，在環境處理領域中用于廢氣尾氣的脫硫處理，在工業制造領域中用于材料表面改性、碳納米材料的制備等。但在大氣壓條件下放電過程很不穩定，很容易過渡到電弧放電，只有在真空狀態下才能較為容易地均勻放電，這對于大規模工業生產而言就存在致命的缺點：需采用復雜的真空系統，難以實現流水線生產。

如圖1所示，現有的在大氣壓條件下獲得均勻放電的裝置通常包括電源1、多針電極2和板電極3，通過改變多針電極2上針陣列的密度、針的長短、電極間距離、改變電源類型（直流、交流、納秒脈沖等）來獲得大氣壓條件下均勻放電。這種裝置存在如下缺陷：1.大面積電極放電時，趨近電極邊緣處電場不均勻，會出現電流密度增大的趨膚效應，從而導致大面積電極放電不均勻，嚴重影響了大氣等離子體加工技術的精度和效率；2.長時間連續放電時，多針電極2由于電流密度不均勻現象得不到改善，容易過度到絲狀放電，最后發展為弧光放電；3.由于放電電極各參數不能實時調節，并且不能實時了解微觀放電情況，因此不能實時調整放電狀態，難以獲得持續穩定的均勻放電。

發明內容

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種結構簡單、能夠產生持續穩定均勻放電的裝置。

本實用新型解決上述問題的技術方案是：一種用于產生穩定均勻放電的裝置，包括放電室，所述放電室內水平設置兩塊相互平行的上極板和下極板，上極板與直流電源電連接，下極板通過導線接地，所述上極板的下表面設有三角形陣列，所述上極板與下極板之間水平設有線圈，線圈與放電室外部的交流電源電連接。

上述用于產生穩定均勻放電的裝置中，所述放電室的側壁上設有用于輸入惰性氣體的連接管道，連接管道上設有流量閥。

上述用于產生穩定均勻放電的裝置中，所述放電室的一側設有透鏡，透鏡的外側設有光柵單色儀，光柵單色儀與電腦電連接。

上述用于產生穩定均勻放電的裝置中，所述上極板和下極板的邊緣處均經圓弧拋光處理。

上述用于產生穩定均勻放電的裝置中，所述線圈所在平面平行于上極板所在平面。

本實用新型的有益效果在于：

1.本實用新型的上極板下表面設有三角形陣列，且上極板和下極板的邊緣均采用圓弧拋光處理，減弱了電極邊緣電場不均勻的程度，避免了因邊緣處出現電流密度增大的趨膚效應導致放電不均勻的情況發生。

2.本實用新型在上極板和下極板之間設有通入交流電的線圈，在兩極板之間加入交變的磁場，同時在放電室噴入一定量的惰性氣體，通過調節交變磁場的強度和頻率，可以改善放電的均勻程度，避免放電過度到絲狀放電，最后發展為弧光放電的情況發生。

3.本實用新型采用高分辨率光柵單色儀對電極放電進行實時監測，以便獲得放電時發射的光譜、電子密度等重要參數，通過調節交變磁場頻率和強度以及惰性氣體流量，改變電極間電流密度，以獲得持續穩定的均勻放電。

附圖說明

圖1為現有的均勻放電裝置的示意圖。

圖2為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。

如圖2所示，本實用新型包括放電室6，所述放電室6內水平設置兩塊相互平行的上極板7和下極板4，所述上極板7和下極板4的邊緣處均經圓弧拋光處理，不存在角度毛刺；上極板7與高壓直流電源10電連接，下極板4通過導線接地，所述上極板7的下表面設有三角形陣列11；所述上極板7與下極板4之間水平設有線圈12，所述線圈12所在平面平行于上極板7所在平面，線圈12與放電室6外部的高頻交流電源5電連接，從而產生一個交變的磁場；所述放電室6的側壁上設有用于輸入惰性氣體的連接管道13，連接管道13上設有控制惰性氣體流量的流量閥14；所述放電室6的一側設有透鏡8，透鏡8的外側設有光柵單色儀9，光柵單色儀9與電腦電連接，以便獲得放電時發射的光譜、電子密度等重要參數。

本實用新型的工作原理如下：在兩極板間加上高壓直流電源10，兩極板之間產生放電，光柵單色儀9實時監測放電時的光譜、電子密度等參數，通過調節交變磁場頻率和強度以及惰性氣體流量，從而改變電極間電流密度，以獲得持續穩定地均勻放電。