針?管?環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置制造方法及圖紙

針?管?環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置，所述裝置第一個高壓電極為內6.5mm、內徑8.22mm、長128.77mm的不銹鋼管,第二個高壓電極為直徑2.764mm、長205.674mm、放電端是鉛筆尖型的不銹鋼棒，并插入到管狀高壓電極里；針狀高壓電極的放電端從管狀高壓電極的底部放電端伸出了7.5786mm;所述針?管?環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置在管?環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的管狀高壓電極里插入一根針狀高壓電極，使針狀高壓電極與等離子體射流下游段處的虛擬電極之間形成軸向電場，并且針狀高壓電極與接地電極之間發生體介質阻擋放電，進一步提高放電區域的電場強度，這有利于高濃度氣體的激發和電離。

Needle tube ring type electrode surface atmospheric pressure dielectric barrier discharge jet source device

Needle tube ring type electrode surface atmospheric pressure dielectric barrier discharge jet source device, the device is the first high-voltage electrode is 6.5mm, 8.22mm diameter and 128.77mm long stainless steel tube, second high voltage electrode diameter of 2.764mm, length 205.674mm, the discharge end is the tip of the pencil type stainless steel rod, and insert to the high voltage electrode tube; discharge end of the needle out of the high voltage electrode of 7.5786mm from the bottom end of the tubular electrode discharge pressure; the needle tube ring type electrode surface atmospheric pressure dielectric barrier discharge jet source device in pipe ring type electrode pressure surface dielectric barrier discharge tube high-pressure jet source electrode device by inserting a needle electrode to form high pressure, the axial electric field between the electrode and the electrode needle virtual pressure plasma jet downstream section, and medium resistance between the high-voltage electrode and the ground electrode needle Blocking discharge further improves the electric field intensity in the discharge region, which is beneficial to the excitation and ionization of high concentration gas.

【技術實現步驟摘要】
針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置
本專利技術專利涉及一種介質阻擋放電裝置，更加具體的說是針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置。
技術介紹
在大氣介質阻擋放電中，有一種為體介質阻擋放電，另一種情況為沿面介質阻擋放電；同時所述的體介質阻擋放電的氣體擊穿電壓比沿面介質阻擋放電的高；同時所述的體介質阻擋放電在相同能量下產生的活性粒子種類和數量比沿面介質阻擋放電的少，也就是說前者沒有放電均勻；沿面介質阻擋放電根據電極結構又可分為“共面型”沿面介質阻擋放電電極結構和“非共面型”沿面介質阻擋放電電極結構；現存的介質阻擋放電射流裝置電極等離子體射流源的高壓電極在接地電極的內部，因此是以徑向電場為主的等離子體射流源；J．L．Walsh等人比較了徑向電場和軸向電場的大氣壓介質阻擋放電等離子體射流源的特性，發現軸向電場等離子體射流源能夠使電子更容易遷移到射流的下游端，因此在下游端產生的活性粒子濃度更高，電子激發溫度也更大。
技術實現思路
本專利技術專利克服了現有技術條件不足，提供一種針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置，本專利技術專利解決的技術方案是：本專利技術專利所述裝置的第一個高壓電極為內6.5mm、內徑8.22mm、長128.77mm的不銹鋼管,第二個高壓電極為直徑2.764mm、長205.674mm、放電端是鉛筆尖型的不銹鋼棒，并插入到管狀高壓電極里；針狀高壓電極的放電端從管狀高壓電極的底部放電端伸出了7.5786mm;在管狀高壓電極的外壁緊密覆蓋一內徑7.98567mm、外徑10.6538mm、長105.783mm的石英玻璃管;石英玻璃管的下端為圓錐體形狀，并且有一個孔徑3.8637mm的氣體出口;在石英玻璃管的外壁距氣體出口11.8745mm處緊密纏繞長21.674mm、厚0.36894mm的銅箔，并作為環狀接地電極,接地電極的上端與管狀高壓電極的底部放電端在同一高上，在氣體出口下方5.2680mm處，放置了一個厚0.956mm的石英玻璃板。高純氣體從上方氣體入口進入，并利用質量流量計控制其流量為1.267Ipm，電源采用幅值0-20kV，頻率為8.5kHz的交流電源，電源輸出電壓利用高壓探頭測量得到，輸出電流通過測量與接地電極串聯的58歐姆電阻上的電壓得到，李薩如圖形通過與接地電極串聯118nF電容得到，并記錄在示波器上。光譜儀的光纖探頭固定在石英玻璃板下方2.67mm處，光信號通過發射光譜儀光柵記錄得到；放電照片和等離子體射流長度由尼康數碼相機拍照得到。本專利技術專利的有益效果：所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置在管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的管狀高壓電極里插入一根針狀高壓電極，使針狀高壓電極與等離子體射流下游段處的虛擬電極之間形成軸向電場，并且針狀高壓電極與接地電極之間發生體介質阻擋放電，進一步提高放電區域的電場強度，這有利于高濃度氣體的激發和電離，通過與管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置進行比較，采用雙高壓電極介質阻擋復合放電形式之后,等離子體射流的氮分子振動溫度、光譜強度、氧原子密度比管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置有了顯著地提高。附圖說明圖1是本專利技術專利有效功率隨峰值電壓變化圖。圖2是本專利技術專利波長范圍內的發射光譜圖。圖3是本專利技術專利轉動溫度隨峰值電壓變化圖。圖4是本專利技術專利振動溫度隨峰值電壓變化圖。圖5是本專利技術專利平均電子密度隨峰值電壓變化圖。圖6是本專利技術專利系統結構示意圖。具體實施方式下面應用具體實例對本專利技術專利進行一般說明。實施例：所述高濃度氣體，從進氣孔進入，接通相關交流電源，設置好參數，在示波器、測譜儀中觀察數據變化；本專利技術專利主要以高純度氣體為實驗氣體，圖1給出了利用李薩如圖形計算得到的有效功率隨峰值電壓的變化。從該圖中可以看出，所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的有效功率明顯大于管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的有效功率；當峰值電壓從4.589KV增大到6.889KV時，針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的有效功率從3.22W增大至6.458W。圖2給出了峰值電壓為時，所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置等離子體射流在650-900nm波長范圍內的發射光譜；從該圖中可以看出，等離子體射流中存在激發態的、、、等粒子，選擇躍遷產生的706.7nm、714.7nm、738.4nm、751.5nm、749.8nm、800.6nm等7條激發態高濃度氣體原子譜線，并給出的相應選擇譜線的光譜參數，利用波爾茲曼分布斜率法，計算了等離子體射流的電子激發溫度；隨著峰值電壓的增大，電子激發溫度幾乎是線性地增大；所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的電子激發溫度明顯比管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的電子激發溫度大，這說明插入針狀高壓電極之后，電子能量進一步得到了提高；當峰值電壓從4.6kV增加到7kV時，電子激發溫度從3221K增大到3335K。利用光譜分析軟件，對從躍遷產生的分子譜帶進行了模擬，并與實驗測量得到的高濃度氣體分子譜帶進行了比較，從而確定出了高濃度氣體分子的轉動溫度和振動溫度；圖3和圖4給出了從躍遷產生分子譜帶的轉動溫度和振動溫度隨峰值電壓的變化；從圖3和圖4中可以看出，從躍遷產生分子譜帶的轉動溫度和振動溫度隨峰值電壓的增大，幾乎是線性地增大，這可能是因為有效功率隨峰值電壓幾乎線性地增大導致的；所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的高濃度氣體分子轉動溫度和管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的高濃度氣體分子轉動溫度幾乎相同，這是由兩個原因造成的；一個是高濃度氣體的流動可以有效地降低氣體溫度；另一個是這兩個射流裝置的傳導電流和有效功率只有幾mA和幾W，盡管它們的差值比較明顯，但是相對比較小，因此兩者的氣體溫度比較接近；當電流方均根差值約1.8mA時，有接地電極和沒有接地電極兩種情況下的等離子體射流溫度差值小于5K；然而，所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的高濃度氣體分子振動溫度比管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的高濃度氣體分子振動溫度大很多，這是由于針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的有效功率比管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的有效功率大導致的；在低氣壓下，當射頻功率從20W大氣壓針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的電極結構設計和特性研究增大到60W時，高濃度氣體分子的振動溫度從2520K增大到了2950K，這說明少量功率的增大將導致高濃度氣體分子振動溫度的顯著增大；另外，針狀高壓電極的插入，使沿著石英玻璃管中心軸線的電場強度增大(即針狀高壓電極與等離子體射流末端處虛擬電極之間形成軸向電場)，從而使電子更容易遷移到射流裝置的外部，并通過加速運動使其具有更高的電子能量，這將導致通過電子-分子碰撞激發，使針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的高濃度氣體分子振動溫度進一步得到提高。在峰值電壓為5.675KV時，所述針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的發射光譜強度明顯比管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
針?管?環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置，其特征是第一個高壓電極為內6.5mm、內徑8.22mm、長128.77mm的不銹鋼管,第二個高壓電極為直徑2.764mm、長205.674mm、放電端是鉛筆尖型的不銹鋼棒，并插入到管狀高壓電極里；針狀高壓電極的放電端從管狀高壓電極的底部放電端伸出了7.5786mm;在管狀高壓電極的外壁緊密覆蓋一內徑7.98567mm、外徑10.6538mm、長105.783mm的石英玻璃管;石英玻璃管的下端為圓錐體形狀，并且有一個孔徑3.8637mm的氣體出口;在石英玻璃管的外壁距氣體出口11.8745mm處緊密纏繞長21.674mm、厚0.36894mm的銅箔，并作為環狀接地電極,接地電極的上端與管狀高壓電極的底部放電端在同一高上，在氣體出口下方5.2680mm處，放置了一個厚0.956mm的石英玻璃板。

【技術特征摘要】
1.針-管-環式電極大氣壓沿面介質阻擋放電射流源裝置，其特征是第一個高壓電極為內6.5mm、內徑8.22mm、長128.77mm的不銹鋼管,第二個高壓電極為直徑2.764mm、長205.674mm、放電端是鉛筆尖型的不銹鋼棒，并插入到管狀高壓電極里；針狀高壓電極的放電端從管狀高壓電極的底部放電端伸出了7.5786mm;在管狀高壓電極的外壁緊密覆蓋一內徑7.98567mm、外徑10.6538mm、長105.783mm的石英玻璃管;石英玻璃管的下端為圓錐體形狀，并且有一個孔徑3.8637mm的氣體出口;在石英玻璃管的外壁距氣體出口11.8745mm處...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李長明，張健，馬鳳蓮，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23