[實(shí)用新型]大氣壓介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型直流交替電極低溫等離子體射流陣列

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721850342.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN207638962U
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯潔;雷冰瑩;李靜;王靜;王屹山;張同意;趙衛(wèi);段憶翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類號(hào): H05H1/24
• 分類號(hào): H05H1/24
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂

本實(shí)用新型提供一種大氣壓介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型直流交替電極低溫等離子體射流陣列，更大程度地降低射流裝置工作時(shí)耗，提高工作效率，并在相對(duì)較低能耗下產(chǎn)生較大尺寸等離子體射流。本實(shí)用新型包括具有進(jìn)氣端口和出氣端口的窄縫腔體、直流主放電電極和一對(duì)介質(zhì)阻擋放電平板電極，直流主放電電極為多個(gè)柱形的陽(yáng)極、陰極，均沿出氣端口的厚度方向插入窄縫腔體；多個(gè)陽(yáng)極和陰極沿平行于出氣端口的直線依次交替布置，以柱面作為放電端面，組成直流放電單元的線型陣列，陽(yáng)極個(gè)數(shù)比陰極個(gè)數(shù)多一或少一。本實(shí)用新型巧妙地利用直流主放電中陽(yáng)極和陰極呈線型交替布置特征，以及直流輝光并聯(lián)放電特性，實(shí)現(xiàn)了較低能耗下產(chǎn)生較大尺寸等離子體射流。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種低溫等離子體射流發(fā)生裝置。

背景技術(shù)

中國(guó)專利ZL 201210006023.4《介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型低溫等離子體電刷發(fā)生裝置》中公開的介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型低溫等離子體電刷發(fā)生裝置，由一個(gè)主體腔室，一對(duì)主放電電極，一對(duì)介質(zhì)阻擋放電(DBD)平板電極，一個(gè)限流電阻，一個(gè)質(zhì)量流量計(jì)和兩個(gè)電源設(shè)備組成。主體腔室包括兩個(gè)端口，一個(gè)端口為進(jìn)氣端口，另一個(gè)端口為出氣端口，主體腔室內(nèi)靠近該出氣端口的部分自然形成窄縫腔體。在窄縫腔體處，布置著主放電的兩個(gè)電極，電極相互正對(duì)的放電端面為平面或針尖狀。主放電電極的回路上還串聯(lián)有限流電阻。在進(jìn)氣端口與主放電電極的位置之間還設(shè)置有用以對(duì)工作氣體進(jìn)行預(yù)電離的一對(duì)DBD平板電極，兩平板電極金屬表面緊貼窄縫腔體外壁上。主體腔室是由如聚四氟乙烯一類的聚合物或絕緣陶瓷材料制成；電極為耐熱的金屬材料。為主放電電極提供放電電壓的電源既可以采用直流也可以采用交流；為平板電極提供放電電壓的電源采用交流電源。質(zhì)量流量計(jì)用來控制流經(jīng)腔室的等離子體氣流。電路中串聯(lián)的限流電阻可以抑制陰極區(qū)域的電場(chǎng)波動(dòng)，限制兩極之間放電電流的大小，防止輝光放電轉(zhuǎn)變成電弧放電，從而使得在氣體腔室中可以產(chǎn)生穩(wěn)定的輝光放電。

工作時(shí)，讓工作氣體(等離子體維持氣體和/或活性氣體)從進(jìn)氣端口流入腔室，當(dāng)流經(jīng)兩平板電極所對(duì)應(yīng)的區(qū)域時(shí)，在兩電極上外加一定的交流電壓，電壓幅值控制在工作氣體擊穿閾值附近，確保DBD功率不大于1W。經(jīng)DBD預(yù)處理的部分預(yù)電離氣體在穿越腔室之前，在靠近出氣端口主放電所對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電極上外加一定的電壓來再次激發(fā)預(yù)電離的工作氣體，使其放電產(chǎn)生刷狀的等離子體射流，從出氣端口噴出，形成大氣壓低溫等離子體電刷。

盡管與早期的等離子體發(fā)生裝置相比，該裝置優(yōu)勢(shì)明顯，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)明、無需昂貴的真空系統(tǒng)就可以在常壓下產(chǎn)生低溫等離子體射流，等離子體射流放電更穩(wěn)定，一定程度上也減少了工作能耗。

然而，進(jìn)一步從提高等離子體射流工作效率來考慮，該裝置仍然不甚理想。由于受到外加直流電源幅值和直流電極間擊穿場(chǎng)強(qiáng)的限制，射流的寬度通常不大于15mm。因而，射流發(fā)生裝置在處理大面積樣品時(shí)，耗時(shí)較長(zhǎng)，工作效率低下，不易于在工業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域開展大規(guī)模的應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供一種大氣壓介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型直流交替電極低溫等離子體射流陣列，對(duì)背景技術(shù)中的技術(shù)方案進(jìn)行改進(jìn)，更大程度地降低射流裝置工作時(shí)耗，提高工作效率，并在相對(duì)較低能耗下產(chǎn)生較大尺寸等離子體射流。

為實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

該大氣壓介質(zhì)阻擋放電增強(qiáng)型直流交替電極低溫等離子體射流陣列，包括具有進(jìn)氣端口和出氣端口的主體腔室、直流主放電電極和一對(duì)介質(zhì)阻擋放電平板電極，主體腔室由絕緣材料制成；所述出氣端口為窄縫狀，主體腔室內(nèi)靠近出氣端口的部分形成窄縫腔體，出氣端口的寬度與厚度之比為5～100：1；所述直流主放電電極設(shè)置在窄縫腔體處，所述平板電極位于進(jìn)氣端口與主放電電極之間用來預(yù)電離工作氣體；有別于現(xiàn)有技術(shù)的是：所述直流主放電電極為多個(gè)柱形的陽(yáng)極、陰極，均沿出氣端口的厚度方向插入窄縫腔體；多個(gè)陽(yáng)極和陰極沿平行于出氣端口的直線依次交替布置，以柱面作為放電端面，組成直流放電單元的線型陣列，設(shè)陽(yáng)極個(gè)數(shù)為n，則陰極個(gè)數(shù)為n+1或n-1。

基于上述基本方案，本實(shí)用新型還做如下優(yōu)化限定和改進(jìn)：