CN102307426A - 一种等离子体发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种等离子体发生装置，目的在于可按不同需求进行不同组合而产生不同面积与不同形状等离子体，可在一个面产生等离子体也可在多个面产生等离子体，例如产生圆筒状或圆锥状等离子体。本发明包括电源、高压电极、地级、介质管，置于介质管内的高压电极与地极皆为相邻关系即相邻两个介质管内一定分别放置高压电极与地极，会在介质管外壁与介质管之间的间隙产生等离子体。通过使用不同的电源参数可以产生出接近室温的等离子体，实现了常温常压下的应用。由于本装置能够大面积按不同形状产生接近室温的等离子体并且装置中产生等离子体的介质管可选用可弯曲材料，这样大大的提高了装置的可用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体发生装置，特别是关于一种可多方向、多角度同时产生等离子体且发生装置可弯曲的等离子体发生设备。
背景技术
等离子体是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，被称为是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体按温度可分为高温等离子体与低温等离子体。现有生成低温等离子体的装置主要有四种，分别是交流低温等离子体发生装置、射频低温等离子体发生装置、微波低温等离子体发生装置、直流脉冲等离子体发生装置。低温等离子体在产生过程中会伴随着大量的、种类繁多的活性粒子的产生，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。这些活性物质使得低温等离子体在生物医学领域的灭菌、消毒以及环境工程领域的废气处理与污水净化领域发挥了重大作用。
但是现有装置都存在着一些不足，比如：只能单一方向、单一角度产生等离子体；装置自身形状不可改变，无法适用于更多复杂情况；产生的等离子体温度高，喷射长度短；高压电极与接地电极距离较近，当电压较大时容易发生弧光放电；高压电极位置设计不合理，有的高压电极完全裸露在空气中，存在严重的安全隐患；放电工作气源单一或只能是混合气体，等离子体中活性成分种类少或数量少。这些因素都限制了现有等离子体发生装置的广泛应用。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种等离子体发生装置，目的在于可多方向、多角度同时生成等离子体，发生装置可以弯曲，等离子体的射流长、温度接近室温、强度可调、富含活性成分，电极位置安全可靠，可使用多种气体作为气源。
本发明的一种等离子体发生装置，包括工作气体源、气体调节开关、电源、绝缘保护圈、高压电极、介质管，其特征在于：所述介质管为空心管且一端与工作气体连通，另一端为封闭状态；所述高压电极套于或粘贴于介质管外壁且高压电极位于绝缘保护圈内部。
所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：位于高压电极与介质管的封闭端之间的介质管部分其管壁上有圆形或其他各种形状的通气开孔。
所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：介质管本身可以弯曲。
所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：所述电源为交流电源、脉冲直流电源或者射频电源。
本发明工作时会对工作气体进行介质阻挡放电，从介质管管壁上的通气开孔中喷射出等离子体射流，根据通气孔的数量及开孔位置与角度的不同，可以同时多方向、多角度的产生等离子体射流，能够处理复杂表面。介质管选用聚四氟乙烯或塑料等柔软可弯曲材料，这样装置可以进入复杂结构腔体，并在腔体内部各位置产生等离子体，实用性更强。高压电极位于绝缘保护圈内部，安全且可以避免弧光放电。本发明产生的等离子体温度接近室温时，人体可以安全接触。
可以调节气体流量控制开关来调节进入介质管内的气流流量。气体源可以是氦气、氩气等单质气体或混合气体，也可以是气体化合物或气态有机物。产生的等离子体射流长度、粗细、温度、数量可根据要求做不同选择。
本发明可以多方向、多角度同时产生等离子体，本发明体积小、成本低廉、维护方便、安全可靠、可携带性强，克服了现有装置的不足之处。通过使用不同的电源参数与气体源，可以产生出接近室温的等离子体，实现了常温常压下的应用。由于装置能够产生多方向多角度的接近室温的等离子体并且装置中产生等离子体的介质管可以弯曲，这样大大提高了装置的可用范围。
附图说明
图1为本发明结构示意图
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，包括工作气体源1，电源3，控制开关2，高压电极10，介质管11，绝缘保护圈9，高压电极环绕在介质管11外、并共同位于绝缘保护圈9内，电源3通过控制开关2连接高压电极10，所述介质管封口端19与高压电极10之间的管壁上有形状不同角度不同的数量可调整的通气孔15、16、17、18，且从这些通气孔中可以产生等离子体射流5、6、7、8，气体流量控制开关14将工作气体源1的工作气体13通过进气端口12进入介质管11内部。
高压电极10紧贴于或紧套于介质管11外壁，绝缘保护圈9同时紧贴于高压电极10外壁
高压电极10可以使用铜箔、铝箔、锡箔等导电性材料。绝缘保护圈9可以是橡胶，聚四氟乙烯等绝缘性材料。
介质管11可以用聚四氟乙烯等柔性管材以到达可以弯曲的目的，同时也可以选用石英玻璃、氧化铝陶瓷等材料，形状及尺寸可以根据实际需求来确定。
介质管11的长度，高压电极的10长度，绝缘保护圈9的长度，介质管11的封口端与均可在一定范围内调整。
高压电极10与介质管11封口端19之间的介质管11管壁上的通气孔的开孔位置，开孔角度，开孔大小，开孔数量都可在一定范围内调整。
以单质氩气为例，调节气体流量控制开关14，以0.3立方米/每小时的流量通入工作气体13，图中箭头所示为其流动方向。将电源3的地极4与大地连接好，高压电极10接至电源3，选择交流电源为装置驱动电源。调节电源输出电压幅值至4千伏，频率10千赫兹，会产生等离子体射流5、6、7、8并且温度接近室温，人体可以直接接触，无任何刺痛感。
输入气体流量可为0.001-10立方米/每小时，工作气体13的流速大小等会影响离子体射流5、6、7、8的形状与大小。输出交流电压的幅值可为220伏-100千伏，频率50赫兹-30兆赫兹；或输出脉冲直流电压幅值220伏-100千伏，频率50赫兹-30兆赫兹脉宽，脉宽大于等于1纳秒。由通气孔中喷出的等离子体长度可为0.1-65毫米。
Claims (5)
1.一种等离子体发生装置，包括工作气体源、气体调节开关、电源、绝缘保护圈、高压电极、介质管，其特征在于：所述介质管为空心管且一端与工作气体连通，另一端为封闭状态；所述高压电极套于或粘贴于介质管外壁且高压电极位于保护圈内部。
2.如权利要求1所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：位于高压电极与介质管的封闭端之间的介质管部分其管壁上任意位置有任意角度、数量的圆形或其他各种形状的通气开孔。
3.如权利要求1或2所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：介质管本身可以弯曲。
4.如权利要求1或2所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：所述电源为交流电源、脉冲直流电源或者射频电源。
5.如权利要求3所述的一种等离子体发生装置，其特征在于：所述电源为交流电源、脉冲直流电源或者射频电源。
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