[發明專利]一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統和方法

有效

• 申請號: 202010082835.1
• 申請日: 2020-02-07
• 公開（公告）號: CN111273135B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 田曉煜;孟永鵬;楊鑫;馬延昊;王威;吳鍇
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李曉曉

1.一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，包括DBD發生裝置、實驗腔體（10）、氣流控制系統、電源系統以及光學測量系統（7）；其中，DBD發生裝置設置在實驗腔體（10）內；

DBD發生裝置包括DBD平板電極單元和電流測量單元；其中，DBD平板電極單元與電流測量單元相連；

DBD平板電極單元包括上電極、絕緣介質和氣隙墊片（15）；

上電極包括高壓電極（12）；上電極還包括絕緣托盤（13），高壓電極（12）內嵌在絕緣托盤（13）中；

絕緣托盤（13）直徑為110mm，高壓電極（12）為直徑為60mm的銅電極；高壓電極（12）表面進行打磨處理；

絕緣介質包括第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16），其中，第一石英玻璃（14）覆蓋于上電極表面，第二石英玻璃（16）中心鍍有ITO鍍層（19），第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16）之間設置氣隙墊片（15）；氣隙墊片（15）兩側開口，氣隙墊片（15）形狀為扇環形；

電源系統包括高頻等離子體發生電源（1）、示波器（4）以及數字延時發生器（5）；高頻等離子體發生電源（1）與DBD發生裝置（2）相連，DBD發生裝置（2）與示波器（4）相連，示波器（4）與高頻等離子體發生電源（1）相連；

高頻等離子體發生電源（1）還與數字延時發生器（5）相連，數字延時發生器（5）與光學測量系統（7）相連；

第二石英玻璃（16）上設置有電流測量單元；

氣流控制系統用于調控高壓電極（12）表面氣流流速；

氣流控制系統包括氣瓶（8），氣流流量控制儀（9），氣流噴嘴（3）以及孟氏洗瓶（11）；其中，氣瓶（8）出口經氣流流量控制儀（9）與氣流噴嘴（3）相連；氣流噴嘴（3）設置于實驗腔體（10）內；孟氏洗瓶（11）通過氣管連接在實驗腔體（10）的出氣閥門處；

氣流噴嘴（3）前部為扁長型中空設計，尺寸與氣隙墊片（15）的開口大小一致，氣流噴嘴（3）的前部中間氣縫寬度為3mm，縫長60mm，與DBD發生裝置的氣隙墊片（15）的開口相嵌，尾部通過氣管與法蘭內部的進氣口連接；

電流測量單元包括地電極（17）、絕緣層（22）和測量電極（20），其中，絕緣層（22）套裝在測量電極（20）外側，地電極（17）套裝在絕緣層（22）外側，在測量電極（20）和地電極（17）之間跨接4個中心對稱的測量電阻（18）；測量電極（20）設置在第二石英玻璃（16）上，地電極（17）通過測量電阻（18）與測量電極（20）相連；

光學測量系統（7）包括第一ICCD相機（28），第二ICCD相機（29），分光棱鏡（27）和中繼鏡頭（26），電源系統產生的光路（25）經中繼鏡頭（26）進入分光棱鏡（27），經分光棱鏡（27）分為兩路，一路進入第一ICCD相機（28），另一路進入第二ICCD相機（29）；

第一ICCD相機（28）和第二ICCD相機（29）的像素為1024×1024、單個像素尺寸為13μm，最短曝光時間為2 ns，感光范圍為200~900 nm。

2.根據權利要求1所述的一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，第一石英玻璃（14）和第二石英玻璃（16）的介電常數均為3.6。

3.根據權利要求1所述的一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，ITO鍍層（19）的直徑為60mm，透光率為90%，電阻率為8Ω/m²。

4.根據權利要求1所述的一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，氣隙墊片（15）厚度為3mm，材質為尼龍。

5.根據權利要求1所述的一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，氣流噴嘴（3）采用尼龍材質。

6.根據權利要求1所述的一種氣流調控下的介質阻擋放電特性的測量系統，其特征在于，高頻等離子體發生電源（1）的電壓在0~10kV的范圍內，中心頻率為20kHz，能夠產生頻率在10~46kHz的范圍內可調的高電壓。