[实用新型]一种大功率高效多用途微波等离子体炬

说明书

本实用新型公开了一种大功率高效多用途微波等离子体炬,包括：提供微波的微波源、微波传导机构、等离子体发生器、气体输送机构等；所述微波源和微波传导机构可以使大功率微波高效传输，等离子体发生器可使微波能在喷嘴处产生最强电磁场，强电磁场击穿通过喷嘴处经过配置的工质气体，并发生放电，放电使密集的工质气体高效产生等离子体羽流。

技术领域

本实用新型涉及基于微波激励发生的等离子体技术领域，特别是涉及一种大功率高效多用途微波等离子体炬。

背景技术

等离子体是一种由自由电子和带电离子为主要成分的物质形态，广泛存在于宇宙中，常被视为是物质的第四态，等离子体可分为高温等离子体和低温等离子体两种，高温等离子体只有在温度足够高时发生的，如太阳和恒星不断发出的等离子体，利用高温等离子体开发核聚变，发展清洁能源，低温等离子体是在常温下发生的等离子体（电子温度很高），低温等离子体被广泛运用于多种生产领域，产生等离子体的关键是提供一个能量让原子中的外层电子克服原子核的束缚，而成为自由电子和带电离子的形态。

提供能量的方法主要包括电能和动能两种，微波等离子体炬是一种通过微波放电提供电能的等离子体发生装置，微波放电形成高频电磁场，将气体激发而产生等离子体，具有活性强、激发的亚稳态原子多的特点，目前，常用的微波等离子体炬是源用1985年金钦汉等人研制的MPT微波等离子体炬，或在此基础上进行改进的微波等离子体炬，这些等离子体炬可以在常压下使用，但大多都是在微波波导内产生等离子体，通过波导H面喷出等离子体羽流，等离子体流从波导喷出时，温度较高，造成微波波导容易被烧坏，且微波波导体积大，不易安装在设备中，不利于产品的推广和应用。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种大功率高效多用途微波等离子体炬，以解决现有技术中存在的微波等离子体炬功率小、效率低，功率稍大，就会造成微波内导体容易被烧坏，且微波波导体积大，不易安装在设备中，不利于推广和应用的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种大功率高效多用途微波等离子体炬，包括：提供微波的微波源、微波传导机构、等离子体发生器、气体输送机构；所述微波源为可调功率微波源；所述微波传导机构包括：与微波源依次连接的波导激励头、波导环形器、三销钉滤波匹配调谐器、波导谐振腔；所述三销钉滤波匹配调谐器与波导谐振腔之间通过波导弯头垂直连接；所述波导谐振腔内滑动设置有波导短路器；所述波导短路器位于波导谐振腔远离波导弯头的一端；所述等离子体发生器包括：与波导谐振腔十字交叉连接的同轴等离子体发生腔、非金属放电管、激励导体、设在同轴等离子体发生腔上部的涡流发生器、固定架；所述同轴等离子体发生腔的下部开口形成等离子体喷嘴；所述非金属放电管固定在同轴等离子体发生腔的内壁上，且穿过波导谐振腔延伸至涡流发生器；所述激励导体的上端连接至涡流发生器，下端延伸至所述等离子体喷嘴；所述涡流发生器包括：与所述同轴等离子体发生腔连接的涡流发生器壳体、固定在涡流发生器壳体内的发生腔短路器、斜向插入涡流发生器壳体内的若干个进气管；所述进气管连通至同轴等离子体发生腔内；所述固定架上部固定在波导谐振腔上，下部与同轴等离子体发生腔固定连接；所述进气管连通至气体输送机构；所述气体输送机构包含按比例输入的若干种工质气体。

进一步地，气体输送机构包括：气瓶、连通气瓶与所述进气管的输气管道；所述输气管道上设有流量表、气压表。

进一步地，所述三销钉滤波匹配调谐器、所述波导谐振腔、所述涡流发生器的材质均为导电金属。

进一步地，所述激励导体的材质为耐高温导电金属。

进一步地，所述波导短路器的侧部设有拉动杆；所述拉动杆一端与波导短路器连接，另一端伸至波导谐振腔外；所述拉动杆上远离波导短路器的一端设有限位块。

进一步地，所述三销钉滤波匹配调谐器中的三个销钉之间的间距为四分之一个所述微波波长的整数倍。