[发明专利]一种大气压低温等离子体发生装置及其应用

权利要求书

1.一种大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：由4部分组成，分别为电源（1）、反应装置（2）、样品台（3）和检测装置（4）；其中，

所述的反应装置（2）由两个通气孔（21）、内电极（223）、金属电极（22）、盲孔光纤（23）、绝缘垫片（24）、反应器口（25）组成;

反应装置（2）为长方体结构，中空，采用绝缘材料制得；

两个通气孔（21）设置在反应装置（2）的侧壁，且与侧壁轴向垂直，通气孔（21）所在的平面远离反应器口（25），且通气孔（21）腔体与反应装置（2）的腔体相连通；

反应装置（2）的一端设置有呈漏斗形的反应器口（25），在反应器口（25）的端部设置有狭缝；在反应装置（2）另一端的腔体内，由绝缘垫片（24）将内电极（223）固定于其轴中心位置；

所述的内电极结构（223）为：由盲孔光纤（23）包裹金属电极（22）而组成的单元，若干单元平行紧密排列构成内电极（223）；盲孔光纤（23）靠近反应器口（25）的一端是封闭的，盲孔光纤（23）远离反应器口（25）的一端是裸露金属电极（22）的，使金属电极（22）通过导线与电源（1）连接。

2.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述反应装置（2）的材料为石英、玻璃、陶瓷、聚四氟或电木。

3.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述金属电极（22）的材质为铜，钨或铁。

4.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述反应器口（25）的狭缝与内电极（223）相对应，且内电极（223）末端距离反应器口（25）的狭缝约1mm。

5.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述的电源（1）采用交流电源或脉冲电源，由导线和反应装置（2）及检测装置（4）相连接；其中交流电源参数为电压峰-峰值调节范围为0-30kV，频率调节范围为1-30kHz；脉冲电源参数为电压峰-峰值调节范围为0-20kV，频率调节范围为1-10000Hz。

6.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述交流电源由信号放大器（11）和数字信号发生器（12）组成；所述的数字信号发生器（12）可产生方波信号，正弦信号，三角波信号。

7.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述的样品台（3）由连接大地的良导体金属板（31）和覆盖于其表面的绝缘介质层（32）组成；

所述的良导体金属板（31）的材质为铁或铜，所述的绝缘介质层（32）为石英、玻璃或陶瓷。

8.根据权利要求1所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述的样品台（3）由铜板作为金属板（31），绝缘介质层（32）的材质为石英；

所述的检测装置（4）由高压探头（41）连接数字示波器（42）；以及光纤（43）、光纤光谱仪（44）连接电脑（45）组成。

9.如权利要求1所述装置的使用方法，其特征在于：操作步骤包括：

①使反应装置（2）的反应器口（25）对准目标区域；样品台（3）垂直放置在反应装置（2）的正下方，距离反应器口（25）位置0.3~2.0cm；

②从所述两个通气孔（21），向反应装置（2）的腔体内通入反应气体，所述的反应气体为空气，氮气，氦气，氩气，氧气中的一种或多种；气体流量可调范围为0~200sccm或0~10SLM；

③调节外接电源（1）：当使用交流电源时，电压峰峰值调节范围为0-30kV，频率调节范围为1-30kHz；当使用脉冲电源时，电压峰-峰值调节范围为0-20kV，频率调节范围为1-10000Hz；

使所述反应装置（2）的反应器口（25）释放出的大气压低温等离子体，完全覆盖目标区域；处理时间为5分钟以上。

10.根据权利要求9所述的大气压条件下产生低温等离子体的装置，其特征在于：所述的交流供电电压4kV，频率9kHz，工作气体为氦气添加1%氧气，气体流量为2.8SLM；反应装置（2）到样品台（3）的距离为0.5mm，处理时间为5分钟。