[实用新型]一种用于产生稳定均匀放电的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及等离子放电领域，特别涉及一种用于产生稳定均匀放电的装置。

背景技术

气体放电产生的低温等离子体在实际生产生活中得到广泛的应用，例如在医学领域中用于杀菌消毒，在环境处理领域中用于废气尾气的脱硫处理，在工业制造领域中用于材料表面改性、碳纳米材料的制备等。但在大气压条件下放电过程很不稳定，很容易过渡到电弧放电，只有在真空状态下才能较为容易地均匀放电，这对于大规模工业生产而言就存在致命的缺点：需采用复杂的真空系统，难以实现流水线生产。

如图1所示，现有的在大气压条件下获得均匀放电的装置通常包括电源1、多针电极2和板电极3，通过改变多针电极2上针阵列的密度、针的长短、电极间距离、改变电源类型（直流、交流、纳秒脉冲等）来获得大气压条件下均匀放电。这种装置存在如下缺陷：1.大面积电极放电时，趋近电极边缘处电场不均匀，会出现电流密度增大的趋肤效应，从而导致大面积电极放电不均匀，严重影响了大气等离子体加工技术的精度和效率；2.长时间连续放电时，多针电极2由于电流密度不均匀现象得不到改善，容易过度到丝状放电，最后发展为弧光放电；3.由于放电电极各参数不能实时调节，并且不能实时了解微观放电情况，因此不能实时调整放电状态，难以获得持续稳定的均匀放电。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、能够产生持续稳定均匀放电的装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种用于产生稳定均匀放电的装置，包括放电室，所述放电室内水平设置两块相互平行的上极板和下极板，上极板与直流电源电连接，下极板通过导线接地，所述上极板的下表面设有三角形阵列，所述上极板与下极板之间水平设有线圈，线圈与放电室外部的交流电源电连接。

上述用于产生稳定均匀放电的装置中，所述放电室的侧壁上设有用于输入惰性气体的连接管道，连接管道上设有流量阀。

上述用于产生稳定均匀放电的装置中，所述放电室的一侧设有透镜，透镜的外侧设有光栅单色仪，光栅单色仪与电脑电连接。

上述用于产生稳定均匀放电的装置中，所述上极板和下极板的边缘处均经圆弧抛光处理。

上述用于产生稳定均匀放电的装置中，所述线圈所在平面平行于上极板所在平面。

本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型的上极板下表面设有三角形阵列，且上极板和下极板的边缘均采用圆弧抛光处理，减弱了电极边缘电场不均匀的程度，避免了因边缘处出现电流密度增大的趋肤效应导致放电不均匀的情况发生。

2.本实用新型在上极板和下极板之间设有通入交流电的线圈，在两极板之间加入交变的磁场，同时在放电室喷入一定量的惰性气体，通过调节交变磁场的强度和频率，可以改善放电的均匀程度，避免放电过度到丝状放电，最后发展为弧光放电的情况发生。

3.本实用新型采用高分辨率光栅单色仪对电极放电进行实时监测，以便获得放电时发射的光谱、电子密度等重要参数，通过调节交变磁场频率和强度以及惰性气体流量，改变电极间电流密度，以获得持续稳定的均匀放电。

附图说明

图1为现有的均匀放电装置的示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图2所示，本实用新型包括放电室6，所述放电室6内水平设置两块相互平行的上极板7和下极板4，所述上极板7和下极板4的边缘处均经圆弧抛光处理，不存在角度毛刺；上极板7与高压直流电源10电连接，下极板4通过导线接地，所述上极板7的下表面设有三角形阵列11；所述上极板7与下极板4之间水平设有线圈12，所述线圈12所在平面平行于上极板7所在平面，线圈12与放电室6外部的高频交流电源5电连接，从而产生一个交变的磁场；所述放电室6的侧壁上设有用于输入惰性气体的连接管道13，连接管道13上设有控制惰性气体流量的流量阀14；所述放电室6的一侧设有透镜8，透镜8的外侧设有光栅单色仪9，光栅单色仪9与电脑电连接，以便获得放电时发射的光谱、电子密度等重要参数。

本实用新型的工作原理如下：在两极板间加上高压直流电源10，两极板之间产生放电，光栅单色仪9实时监测放电时的光谱、电子密度等参数，通过调节交变磁场频率和强度以及惰性气体流量，从而改变电极间电流密度，以获得持续稳定地均匀放电。