[发明专利]一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置

说明书

本发明公开了一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置，包括第一平板结构、所述第一平板结构端面上设置由电极针组成的蜂巢状多针电极，电极针垂直所述第一平板结构，电极针与第一平板结构的接触点的连线组成正六边形，所述正六边形的中心设置长度可调节的调节针，调节针垂直所述第一平板结构，所述第一平板结构、蜂巢状多针电极和调节针组成放电组合电极，本发明提供了一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置。该装置能够在较低电压下产生大体积电晕等离子体，并且能够在三维范围对电晕等离子体的规模大小以及形状进行调节，使得电晕等离子体能够更好地运用到工业生产、科学研究中。

技术领域

本发明涉及等离子放电领域，具体涉及一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置。

背景技术

等离子体作为继固体、液体、气体之后的物质的第四种状态，在照明、焊接、冶炼、刻蚀微细加工和表面处理和改性等方面均有广泛应用。

目前，等离子体反应器的形式多种多样，按结构不同分为线-筒式、线板式、针板式等等。对于本文研究的针板式电极结构，相对于其它等离子体反应器结构，有以下优点：

1)起晕电压低；

2)火花击穿电压高；

3)放电稳定性好。

其缺点是由于仅在针电极附近电场畸变最为严重，仅能在针电极附近形成有限个强烈放电点，放电效率较低，即放电能量较小，实际应用中受到限制，这也是针板电极没有得到广泛运用的原因之一。而且，对于针板反应器，通常在针尖附近发生强烈放电，反应器内的场强分布随着针板间距的增大而减小，且衰减速度是最大的。有相关研究人员通过实验手段优化了针板电极结构，通过优化锥形针电极和面积后取得了较好的效果，还有学者将针板电极优化为布满针尖的同轴式电极后，对汞蒸气的处理得到了较好的效果。另外，由于针电极处的电场畸变较为严重，难以在空间形成均匀大体积电晕等离子体。

发明内容

为了克服以上技术的不足，本发明提供了一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置。该装置能够在较低电压下产生大体积电晕等离子体，并且能够在三维范围对电晕等离子体的规模大小以及形状进行调节，使得电晕等离子体能够更好地运用到工业生产、科学研究中。本装置由多针电极，该电极由蜂巢状单元构成，此单元由周围呈六边形分布的电晕针以及中间位置的调节针。其中，呈六边形分布的电晕针位置及长短固定，中间位置的调节针长度可调整，这主要由固定底座上的可收缩固定孔来完成。通过该单元的阵列，最终形成蜂巢状多针结构，配合板电极，能够保证大体积电晕等离子体产生，通过调整中间位置的调节针的有效长度，可以改变产生的等离子体的均匀性，实现对等离子体3D均匀性调节。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置，包括第一平板结构，所述第一平板结构端面上设置长度可调节的调节针，所述调节针垂直于第一平板结构，所述调节针的数量为若干，每根调节针周围设置电极针，所述电极针的数量为六根，所述六根电极针与调节针的距离相等，所述电极针垂直于第一平板结构，所述六根电极针组成一个蜂巢单元，每相邻的两根调节针共享六根电极针中的两根，所有的电极针组成蜂巢状多针电极，所述第一平板结构、蜂巢状多针电极和调节针组成放电组合电极。

本发明由电极针组成蜂巢状多针电极、蜂巢单位中心的可调节有效长度的调节针和平板组成的放电组合电极。通过调整中心位置的调节针，可以调节多针结构附近的电场分布，从而实现对电晕等离子体的形状以及均匀程度进行调节。

进一步的，一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置，所述第一平板结构为圆形平板结构。

进一步的，一种大体积蜂巢电晕等离子体3D均匀性调节装置，所述电极针为端部倒角的等长等直径的电晕针。