[发明专利]一种获取大面积均匀放电等离子体的实验装置

摘要

一种获取大面积均匀放电等离子体的实验装置，属于等离子体技术领域，由双极性纳秒脉冲电源、反应器、多针-板式电极、配气系统、光谱测量系统和放电测量系统组成；双极性纳秒窄脉冲电源驱动安装于反应器中的多针-板式电极间的空气及其他混合气体介质阻挡放电，混合气体通过配气系统向反应器中输入。光谱测量系统实时收集等离子放电的光子信息，并输入到计算机进行光谱分析。放电测量系统实时收集高压纳秒脉冲电源的放电电压和电流，并由数字示波器显示。本发明采用双极性纳秒窄脉冲电源，在无磁场作用下产生了大面积的放电等离子体；产生的等离子体是均匀的、弥散的；产生的等离子体中电子密度高、能量利用率高、耗能低、 放电过程易于控制。

主权项

一种获取大面积均匀放电等离子体的实验装置，由双极性纳秒脉冲电源（1）、反应器（9）、多针‑板式电极、配气系统、光谱测量系统和放电测量系统组成；双极性纳秒脉冲电源（1）可以在正负方向上交替产生相同的窄脉冲电压波形；脉冲上升时间约为20 ns，脉宽约为60 ns，脉冲峰值电压0‑60 kV, 脉冲重复频率0‑400Hz范围内连续可调；其特征在于：多针‑板式电极由上电极（2）、多针电极（10）、板电极（12）、下电极（16）和介质片（13）组成；上电极（2）、多针电极（10）、板电极（12）和下电极（16）皆由不锈钢材料制成；板电极（12）为水平固定状态，并与下电极（16）相连；下电极（16）通过导线牢固接地；介质片（13）覆盖在板电极（12）的上表面；多针电极（10）固定在上电极的下方，且针尖朝下；多针电极（10）与介质片（13）相对，形成放电间隙；多针电极（10）的针尖距离介质片（13）的间隙在0‑30 mm范围内可调；上电极（2）的另一端与双极性纳秒脉冲电源（1）的输出端连接；反应器（9）是一个上顶面为绝缘材料，四周和底面为不锈钢制成的密封的圆柱形容器，多针‑板式电极置于反应器（9）的中央，上电极（2）穿过反应器（9）的绝缘顶面与双极性纳秒脉冲电源（1）的输出端连接；下电极（16）穿过反应器（9）的下底面，并牢固接地；反应器（9）侧面的四个方向开有可供观察的圆形平光石英窗口，整个反应器（9）气密性很好，且除石英窗口外，所有内壁均匀涂黑以防止杂散光对光谱测量的影响；反应器（9）的侧壁安装有带有气阀的进气管路（6）和出气管路（11）；配气系统将所用气体通过进气管路（6）输入反应器（9）中的放电间隙；多余的气体通过配气系统的出气管路（11）排出；光谱测量系统，实时收集多针‑板式电极间等离子体放电的光子信息，并将 光信息转化成数字信息输入到计算机进行光谱分析；放电测量系统，实时收集双极性纳秒脉冲电源（1）的放电电压和电流，并由数字示波器（4）显示；双极性纳秒脉冲电源（1）、光谱测量系统和放电测量系统皆需用电磁屏蔽罩（22）屏蔽，所有的电磁屏蔽罩（22）外壳牢固接地。