[发明专利]一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法

说明书

本发明公开了一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法，包括等离子体射流装置，所述等离子体射流装置包括高压射频发生器、安装在所述高压射频发生器上气体供应管、高压射频发生器侧壁柔性管、以及安装在所述柔性管末端的等离子体发生器；还包括可变开端约束机构、用于调节可变开端约束机构的调节机构，以及联动调节机构的联动机构；本发明主要由等离子发生的等离子体射流装置、产生约束力的可变开端约束机构、用于调节磁场约束力的调节机构以及联动机构组成，可变开端约束机构可实现对等离子射流产生约束力，提高了射流的精准度，实现的对而实现的对等离子射流的缩放功能，在特定地点具有很好的微调节功能。

技术领域

本发明涉及等离子技术领域，具体为一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法。

背景技术

等离子体射流是等离子体的重要应用形式，在材料改性、表面处理，等离子体化学和等离子体医疗领域等方面都具有极好的应用前景。在传统的使用中，通过调节外部电场和磁场，使能量优先传递给电子而非重粒子，所传递的能量通过电子的碰撞再传给重粒子使其激发电离，从而产生高活性物质。低气压使得电子的平均自由程得到增大，并因此能够获得足够的能量。实践中，使用外加激励源，当在一个有限的腔体内产生等离子体之后，再用气流将所产生的等离子体吹出放电腔体，从而形成等离子体射流。

然而，传统的等离子体射流装置，未设有外加的可控磁场，不加控制约束的等离子体射流产生的微束方向性较差，现阶段没有通过磁场对等离子体进行约束以及控制变化，同时磁场的约束力不可进行变化，在实际操作中，等离子射流的发生比较单一，等离子体的射流精确度较差，因而难以对所产生的等离子体进行约束控制而达到理想的使用效果，不能完全满足人们在特定环境下的需求与应用。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的难以对磁场进行约束以及控制缺陷，提供一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法。所述一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法对等离子射流具有很好的约束力，且通过控制磁感线的变化可实现对等离子射流约束力控制效果的变化，有利于等离子射流的使用的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可变磁场约束的等离子体射流装置，包括等离子体射流装置,所述等离子体射流装置包括高压射频发生器、安装在所述高压射频发生器上气体供应管、高压射频发生器侧壁柔性管、以及安装在所述柔性管末端的等离子体发生器；所述离子体发生器内设有用于放等离子体射流的中枢电极，用于密封中枢电极的绝缘密封体，以及穿过柔性管接通所述气体供应管的气流出口，以及位于等离子体发生器底部设置的等离子体射出部；还包括可变开端约束机构、用于调节可变开端约束机构的调节机构，以及联动调节机构的联动机构；

所述可变开端约束机构设置在等离子体发生器的内腔中并位于中枢电极的下端，且可变开端约束机构的底端延伸至等离子体射出部；

所述调节机构位于可变开端约束机构的侧方并安装在等离子体发生器中，所述调节机构可控制可变开端约束机构中磁感线运动轨迹和强度；

所述联动机构与调节机构的底部连接，且联动机构用于固定限位可变开端约束机构中的磁感线发生机构。

优选的，所述可变开端约束机构设置为第一约束机构；所述第一约束机构包括位于中枢电极正下方的管体、缠绕在管体外壁的中部线圈、位于中部线圈上方的上部线圈和预调节线圈，以及位于中部线圈的下部线圈；所述预调节线圈、上部线圈、中部线圈和下部线圈为单一线体设置并通电；

所述上部线圈、下部线圈和预调节线圈的绕组间距为一致，且上部线圈、下部线圈和预调节线圈的绕组间距小于中部线圈3-5倍设置；

所述上部线圈、下部线圈的长度相同，所述预调节线圈的长度大于所述上部线圈和下部线圈，所述中部线圈的长度设置大于3倍的所述下部线圈的长度。