[发明专利]一种针-环结构的大气压空气辉光放电等离子体射流装置

说明书

本发明实施例提供了一种针‑环结构的大气压空气辉光放电等离子体射流装置，包括：放电电极；所述放电电极包括：针电极和第一环电极，所述针电极的前端为圆锥状，所述针电极与第一环电极共轴放置，所述第一环电极中心位于所述针电极前端。本发明实施例采用异极性电位的针‑环电极，能够增强针电极尖端的电场强度；采用同电位的针‑环电极，则能够有效抑制侧向电场。以上两种措施均能有效增大尖端和侧向电场的差异性，形成稳定的大气压空气辉光放电等离子体射流。利用多组均匀布置的异极性针‑环电极，在针电极尖端形成了轴对称的空间电场分布，并且形成了均匀布置的阵列式等离子体射流。

技术领域

本发明涉及气体放电技术领域，尤其涉及一种针-环结构的大气压空气辉光放电等离子体射流装置。

背景技术

大气压辉光放电等离子体射流能够在电极外部的开放空间生成，而不是限制在狭窄的放电间隙内(如介质阻挡放电)，大大降低了对实验装置和被处理物结构尺寸的要求。当采用大气压辉光放电等离子体射流对生物体的皮肤、组织、器官及各种材料表面进行处理时，便利性及安全性得到显著提高。一般来说，单一电极形成的放电现象是围绕放电电极形成的电晕放电，不会在放电电极的尖端前形成直线型放电现象。在稳态直流的放电条件下，较难形成不局限于放电电极所构成的空间内的大气压空气等离子体射流。目前形成大气压辉光放电等离子体射流的一般方法是采用交流高压脉冲放电在流动的惰性气体环境中实现的。利用惰性气体或者氮气形成等离子体射流时，能够在空气和工作气体的分界面处形成有利于射流发展的气体环境，同时也存在气流向前输送带电粒子的问题。所以在惰性气体或者氮气中比较容易形成等离子体射流。同时在存在流动气体条件下生成的等离子体射流，对诸如病毒、细菌等进行处理时，可能会吹走这些生化污染物，也可能会造成二次污染。同时，对材料表面进行处理时，有可能吹散生成的活性基团，降低表面处理的均匀性和处理效率。考虑到在直流放电条件下由于不存在断续生成等离子体的问题，在全部的放电过程中形成的是稳态等离子体射流。因此，在直流放电条件下形成没有气体流动的大气压空气等离子体射流有着十分重要的意义。另一方面，为了满足大规模的工业应用的需求，有必要对等离子体射流进行大尺度的扩展。如果能够形成均匀分布的等离子体射流阵列，就能够大幅度提高等离子体的处理效率。但是目前对于阵列等离子体射流的研究中，射流的均匀性较低，中心的等离子体射流沿轴线方向发展，而边缘的等离子体射流会出现明显的发散现象。

发明内容

本发明的实施例提供了一种针-环结构的大气压空气辉光放电等离子体射流装置，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种针-环结构的大气压空气辉光放电等离子体射流装置，包括：放电电极；

所述放电电极包括：针电极和第一环电极，所述针电极的前端为圆锥状，所述针电极与第一环电极共轴放置。

优选地，所述第一环电极中心位于所述针电极前端。

优选地，所述装置还包括第二环电极，所述第二环电极位于所述第一环电极前方。

优选地，所述针电极与第一环电极、第二环电极共轴放置。

优选地，所述针电极后端通过接线柱与外电路的正高压端子相连接，所述第一环电极通过金属导线接地或者通过接线柱与外电路的正高压端子相连接。

优选地，所述针电极后端通过接线柱与外电路的正高压端子相连接，所述第一环电极通过金属导线接地或者通过接线柱与外电路的正高压端子相连接，所述第二环电极通过金属导线接地。

优选地，所述放电电极采用导电性良好的金属材料制成。

优选地，所述第一环电极的横截面为中心对称。

优选地，所述第一环电极和第二环电极的横截面为中心对称。