[發(fā)明專利]一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置

在審

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• 申請日: 2022-07-18
• 公開（公告）號: CN115052407A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于丙文;柏怡文;金偉
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)湖州研究院
• 主分類號: H05H1/30
• 分類號: H05H1/30;H05H1/42
• 代理公司: 上海新隆知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31366
• 代理人: 金利琴

1.一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，由腔體部分、微波耦合部分、調(diào)諧部分和電場調(diào)制部分組成；

所述腔體部分為一端開放的外管、兩端開放的中管、內(nèi)電極同軸諧振腔結(jié)構(gòu)，外管上設(shè)有微波饋入端口、切向流屏蔽氣入口和氣體入口，且外管接地；

所述微波耦合部分包括耦合環(huán)，將微波能量耦合到所述腔體部分；

所述調(diào)諧部分為調(diào)諧端對諧振腔長度進(jìn)行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，以調(diào)節(jié)開口端場強(qiáng)，調(diào)諧端上端為反射端面；所述調(diào)諧端調(diào)整至腔體部分的深度為Mλ/4，其中λ為所述微波頻率下的波長，M為正奇數(shù)；

所述電場調(diào)制部分為納秒脈沖/DC電壓與內(nèi)電極相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述外管、中管、內(nèi)電極均為金屬材質(zhì)，外管、中管、反射端形成一端開放的同軸諧振腔，中管、內(nèi)電極為同軸線結(jié)構(gòu)，微波均以TEM模式進(jìn)行傳輸，前者內(nèi)部形成TEM駐波場，后者為行波場。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述外管的軸向長度為Nλ/4，其中，λ為所述微波頻率下的波長，N為正奇數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述外管、中管上端口為漸變收口結(jié)構(gòu)，所述外管收口為0～60°，所述中管收口為0～30°。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述中管、內(nèi)電極之間有絕緣材質(zhì)的多孔同軸墊圈。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述中管上端口不高于外管，所述內(nèi)電極上端不低于中管。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述外管、中管通過屏蔽氣入口處或氣體入口引入氣體。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述屏蔽氣入口處以切向流的方式引入；所述的屏蔽氣入口、氣體入口的氣體流速控制在0～20L/min。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述耦合環(huán)與外管上端口間距可調(diào)；所述微波等離子體射流裝置適用電磁波頻率范圍為幾MHz～幾GHz。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合場調(diào)制微波冷等離子體射流裝置，其特征在于，所述納秒脈沖電源的輸出脈寬為10～900ns，上升沿為1～200ns，振幅為3～220kV，頻率為1～20kHz，占空比為1～99％；所述DC電源的輸出電壓為0～60kV或0～-60kV。