[發(fā)明專利]一種螺環(huán)?環(huán)式電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電射流裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710945703.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107454729A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H05H1/24
• 分類號(hào): H05H1/24
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專利涉及一種介質(zhì)阻擋放電裝置，更加具體的說(shuō)是一種螺環(huán)-環(huán)式電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電射流裝置。

背景技術(shù)

在大氣介質(zhì)阻擋放電中，有一種為體介質(zhì)阻擋放電，另一種情況為沿面介質(zhì)阻擋放電；同時(shí)所述的體介質(zhì)阻擋放電的氣體擊穿電壓比沿面介質(zhì)阻擋放電的高；同時(shí)所述的體介質(zhì)阻擋放電在相同能量下產(chǎn)生的活性粒子種類和數(shù)量比沿面介質(zhì)阻擋放電的少，也就是說(shuō)前者沒(méi)有放電均勻；沿面介質(zhì)阻擋放電根據(jù)電極結(jié)構(gòu)又可分為“共面型”沿面介質(zhì)阻擋放電電極結(jié)構(gòu)和“非共面型”沿面介質(zhì)阻擋放電電極結(jié)構(gòu)。“共面型”沿面介質(zhì)阻擋放電電極結(jié)構(gòu)由于高壓電極和低壓電極在介質(zhì)的同一側(cè)，相當(dāng)于介質(zhì)厚度翻了一倍，所以與“非共面型”沿面介質(zhì)阻擋放電電極結(jié)構(gòu)相比，氣體擊穿電壓相對(duì)比較高，并且相同能量下產(chǎn)生的活性粒子種類和數(shù)量相對(duì)比較少。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利克服了現(xiàn)有技術(shù)條件不足，提供一種螺環(huán)-環(huán)式電極結(jié)構(gòu)介質(zhì)阻擋放電射流裝置，本發(fā)明專利解決的技術(shù)方案是：本發(fā)明專利所述裝置的高壓電極為內(nèi)徑6.5mm、外徑8.5mm、長(zhǎng)85mm的不銹鋼螺旋管，在它的外層緊密覆蓋一內(nèi)徑8.3mm、外徑12mm、長(zhǎng)125mm的石英玻璃管；石英玻璃管的下端為圓錐體形狀，并且有一個(gè)孔徑為2.5mm的氣體出口；在石英玻璃管的外壁距氣體出口12mm處，緊密纏繞著長(zhǎng)45mm、厚0.28mm的銅箔，并作為環(huán)狀接地電極；所述裝置采集距氣體出口下方5.3mm處射流的光譜信號(hào)時(shí)，在該處水平放置了一個(gè)厚1.5mm的石英玻璃板，而測(cè)量射流長(zhǎng)度時(shí)把石英玻璃板去掉；本發(fā)明專利采用高純度氣體(純度為99．999％)從上方氣體入口進(jìn)入，并利用質(zhì)量流量計(jì)控制其流量為2lpm；電源采用幅值0-25 kV，頻率為10 kHz的交流電源；電源輸出電壓利用高壓探頭測(cè)量得到，同時(shí)所述裝置輸出電流通過(guò)測(cè)量與接地電極串聯(lián)的100歐姆電阻上的電壓得到，所述裝置的李薩如圖形通過(guò)與接地電極串聯(lián)150 nF電容得到，并記錄在裝置所使用的示波器上；所述特征發(fā)射光譜由光譜儀的1000 grooves／mm光柵采集得到，并且光纖探頭固定在石英玻璃板下方4 mm處；放電照片與射流長(zhǎng)度是由尼康數(shù)碼相機(jī)(COOLPIX S600)拍照得到。

本發(fā)明專利的有益效果：所述裝置可以降低等離子體射流源工作的峰值電壓，使等離子體射流源能夠在峰值電壓2.01KV下，將氣體擊穿，同時(shí)可以提高活性氧原子密度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明專利的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明專利的峰值電壓2.01KV典型波形圖。

圖3是本發(fā)明專利峰值電壓6.5KV時(shí)介質(zhì)電容波形周期變化圖。

圖4是本發(fā)明專利峰值電壓6.5KV典型波形圖。

圖5是本發(fā)明專利有效功率隨峰值電壓的變化圖。

圖6是本發(fā)明專利等離子體射流長(zhǎng)度隨峰值電壓變化的照片圖。

具體實(shí)施方式

下面應(yīng)用具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明專利進(jìn)行一般說(shuō)明。

實(shí)施例：本發(fā)明專利主要以高純度氣體為實(shí)驗(yàn)氣體，本發(fā)明專利輸入了峰值電壓為2.01 kV和6.3 kV，得出工作電壓、總電流、位移電流、傳導(dǎo)電流的典型波形，以及峰值電壓為2.01 kV時(shí)，介質(zhì)電容在兩個(gè)周期內(nèi)的變化。從圖2中可以看出，當(dāng)峰值電壓為2.01kV時(shí)，觀察到位移電流峰值與傳導(dǎo)電流峰值是不同的，位移電流比較大，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)效果圖中，可以分析出位移電流在總電流中所占的比例是相對(duì)很多的；同時(shí)所述的傳導(dǎo)電流和總電流相比要小很多；所述傳導(dǎo)電流的正負(fù)峰值為1.04mA和1.019mA，同時(shí)所述總電流的正負(fù)峰值是2.14mA和2.10mA。

從圖3中可以看出，介質(zhì)電容在兩個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)了4個(gè)極大值和3個(gè)極小值，這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)零點(diǎn)導(dǎo)致的，去除了多個(gè)極值之后對(duì)其平均，所得到的值為11.60 pF。介質(zhì)電容在隨時(shí)間變化時(shí)出現(xiàn)了負(fù)值，這是因?yàn)槲灰齐娏骱驮谙辔簧喜煌綄?dǎo)致的。從圖4中可以看出，峰值電壓為6.5 kv時(shí)，傳導(dǎo)電流遠(yuǎn)大于位移電流，也就是說(shuō)總電流中位移電流的成分占據(jù)了很小的比例，這種情況和圖2中的現(xiàn)象是不同的，由所述現(xiàn)象可以得出，在工作電壓增大的情況下，總電流的最大值逐漸和傳導(dǎo)電流的最大值接近；同時(shí)由所述現(xiàn)象可以觀察到，傳導(dǎo)電流的正負(fù)峰值分別為8.63mA和9.33mA，同時(shí)所述總電流的正負(fù)峰值為12.25mA和12.85mA。