[發明專利]利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的裝置及方法

有效

• 申請號: 202010954529.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN112153798B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 李雪辰;趙娜;陳俊宇;宋彩虹;賈鵬英
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: H05H1/26
• 分類號: H05H1/26;H05H1/24
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡素梅

1.一種利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的裝置，包括放電機構、供氣機構和供電機構；所述放電機構包括針電極、介質管和平板電極；針電極的放電端與平板電極的極板板面相對，且針電極的放電端自介質管的封口端穿入介質管內，并伸入到介質管的敞口端處；針電極的非放電端與供電機構相接；所述供氣機構包括供氣管路以及用于向所述放電機構提供惰性工作氣體的儲氣罐；其特征是，所述介質管呈一端封口另一端敞口的管狀結構；所述供電機構包括高壓交流電源、高壓直流電源和鎮流電阻；所述高壓交流電源與所述針電極的非放電端相接；所述高壓直流電源經鎮流電阻與平板電極相接；所述高壓交流電源用于向針電極施加高壓交流電壓，所述高壓直流電源用于向平板電極施加高壓正直流電壓；工作時，首先由儲氣罐向介質管內充工作氣體；接著打開高壓交流電源，調節高壓交流電源的輸出電壓，即可在針電極與平板電極之間產生大直徑非均勻絲狀等離子體羽；之后打開高壓直流電源，調節高壓直流電源的輸出電壓，針電極與平板電極之間的非均勻絲狀等離子體羽會轉變為均勻等離子體羽。

2.根據權利要求1所述的利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的裝置，其特征是，所述介質管的內徑為20-50 mm。

3.根據權利要求1所述的利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的裝置，其特征是，所述高壓交流電源的輸出電壓峰值為5-8.5 kV，所述高壓直流電源的輸出電壓為5.8-15kV。

4.一種利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的方法，其特征是，包括如下步驟：

a、設置放電機構：使針電極與平板電極相對放置，針電極的放電端自介質管的封口端穿入介質管內并伸入到介質管的敞口端處；

b、設置供氣機構：使儲氣罐通過供氣管路連接介質管靠近封口端的進氣口；

c、設置供電機構：使針電極的非放電端連接高壓交流電源，使平板電極通過鎮流電阻連接高壓直流電源；

d、打開供氣管路上的氣閥，使儲氣罐內的惰性工作氣體經供氣管路流入介質管內，并經介質管的敞口端噴出，進入針電極與平板電極之間的放電空間；

e、打開高壓交流電源的開關，向針電極上加高壓交流電壓；逐步提高針電極上電壓，即可在針電極和平板電極間產生大直徑非均勻絲狀等離子體羽；

f、打開高壓直流電源的開關，向平板電極上加高壓正直流電壓；逐漸增加平板電極上電壓，針電極與平板電極之間的大直徑非均勻絲狀等離子體羽會轉變為均勻等離子體羽。

5.根據權利要求4所述的利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的方法，其特征是，步驟e中，調節針電極上電壓峰值為5-8.5 kV，即可在針電極和平板電極間產生大直徑非均勻絲狀等離子體羽。

6.根據權利要求4所述的利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的方法，其特征是，步驟f中，調節平板電極上電壓為5.8-15 kV，針電極與平板電極之間的大直徑非均勻絲狀等離子體羽會轉變為均勻等離子體羽。

7.根據權利要求4所述的利用惰性氣體產生大直徑均勻等離子體羽的方法，其特征是，步驟a中，介質管的內徑為20-50 mm。