[实用新型]一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置

说明书

本实用新型属于气体放电与应用技术领域，涉及一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置。该装置包括大气压等离子体射流枪体和供气供电控制装置；大气压等离子体射流枪体用于产生可利用保护气调控活性粒子成分的大气压非平衡等离子体射流；供气供电控制装置用于为大气压非平衡等离子体射流枪体提供可控的工作气体、保护气体及高频高电压激励。本实用新型将保护气体引入到大气压等离子体射流的形成和发展过程中，显著降低大气环境对大气压非平衡等离子体射流的影响，实现大气压非平衡等离子体射流活性粒子成分的有效调控，提升大气压非平衡等离子体射流应用效果，为大气压非平衡等离子体射流医学及材料表面处理等应用提供简便实用的技术装置。

技术领域

本实用新型属于气体放电与应用技术领域，涉及一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置。

背景技术

大气压等离子体射流具有将等离子体产生与应用空间分离，并能在开放空间内传播的优点，在材料处理、等离子体喷涂、等离子体切割、等离子体生物医学等领域获得了广泛应用。大气压非平衡等离子体射流由于电子温度高、重粒子温度低，能耗小，应用操作简便，近年来在材料表面改性、等离子体医学应用等领域获得了迅猛发展，成为大气压等离子体应用领域最为重要的发展方向之一。

然而，目前的大气压非平衡等离子体射流均是在大气环境空间形成和应用的，势必造成空气的掺混，进而影响了大气压非平衡等离子体射流的特性和活性粒子成分，且由于空气成分随时间和地点的不同差异很大，大气压非平衡等离子体射流的特性和活性粒子成分难以精准控制，导致大气压非平衡等离子体射流在实际应用中的效果不稳定，阻碍了大气压非平衡等离子体射流应用技术的发展。

如果能将大气压等离子体射流加以保护，使其能与大气环境相隔离，减少空气成分对大气压等离子体射流的干扰，必然能使大气压非平衡等离子体射流特性和活性粒子成分更加稳定，显著提升大气压等离子体射流的应用效果。专利201110300103.6公开了一种采用同轴保护气流的等离子体射流保护罩，该保护罩安装有保护气入口导管，保护气体从该导管流进，作为主射流的引射气体，并冷却保护罩。但由于该保护罩与等离子体发生装置相分离，增加了使用的复杂性，且保护的等离子体为高温热电弧等离子体，因此难以在低温大气压非平衡等离子体射流装置上应用；专利201210141257.X公开了一种等离子体射流保护罩，该保护罩的射流芯体一端面设有两组进气孔并与内、外环配合形成内、外两层保护气，形成的两层保护气环向前延伸以使等离子体射流与大气有效隔离。该发明是在大气等离子体喷涂设备——喷枪上安装一个保护装置，通过气体保护，随焰流一起的全融或半融状态下的粉末受两层保护于保护气中，让其与大气隔离，减少其在高温中的氧化和氮化，提高靶材膜层质量。但该保护罩为大气等离子体喷涂设备——喷枪上的附加装置，同样会增加使用的复杂性，影响喷枪使用的灵活性，且保护的等离子体也为高温热电弧等离子体，因此同样难以在低温大气压非平衡等离子体射流装置上应用；授权专利201720752705.8公开了一种混合气体等离子体射流灭菌装置，该装置可以进行多种气体的快速有效混合，并在混合气氛下进行放电调节，使得低电压下也可产生灭菌能力强的等离子体射流。虽然该装置产生的射流为低温大气压非平衡等离子体射流，且可通过混合气调节活性粒子成分，但由于缺乏有效的保护，大气压非平衡等离子体射流仍然会与空气直接接触掺混，进而影响大气压非平衡等离子体射流特性及其活性粒子成分，降低了大气压非平衡等离子体射流的应用效果。可见，开发能够隔离大气，防止空气干扰的大气压非平衡等离子体射流装置非常必要。

实用新型内容

本实用新型针对现有大气压等离子体射流装置应用中存在的问题，提供一种引入保护气的大气压非平衡等离子体射流装置。该装置利用保护气将大气压非平衡等离子体射流与大气环境相隔离，大幅度降低了空气对大气压非平衡等离子体射流的干扰，并依此实现对大气压非平衡等离子体射流特性及其活性粒子成分的有效调控，为大气压非平衡等离子体射流医学及材料表面处理等应用提供一种新的更易调控的技术装置。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：