[发明专利]一种等离子体射流装置

摘要

本发明公开了一种等离子体射流装置，包括纳秒脉冲电源、毫秒脉冲电源、信号发生器、一对环形电极、拉瓦尔喷管、高压固态开关模块、电阻、电容、电感和供气模块。拉瓦尔喷管包括首尾依次连接的喷管收缩段、喷管喉部和喷管扩张段，一对环形电极固定在喷管喉部的内部，环形电极的表面与喷管喉部内壁之间留有空隙，环形电极的内壁带齿，且两个环形电极上的齿相互错开。本发明通过电极和拉瓦尔喷管的合理设计与双脉冲电源系统的时序配合，不仅降低了等离子体射流的运行电压和消耗功率，而且提高能量利用效率和散热性能，降低射流管的工作温度，延长使用寿命。

主权项

1.一种等离子体射流装置，其特征在于：包括纳秒脉冲电源、毫秒脉冲电源、信号发生器、一对环形电极、拉瓦尔喷管、高压固态开关模块、电阻、电容、电感和供气模块；拉瓦尔喷管包括首尾依次连接的喷管收缩段、喷管喉部和喷管扩张段，一对环形电极固定在喷管喉部的内部，环形电极的表面与喷管喉部内壁之间留有空隙，环形电极的内壁带齿，且两个环形电极上的齿相互错开，其中一个环形电极的一端经串联的电容和电阻与纳秒脉冲电源的输出端电气连接，该环形电极的另一端经高压固态开关模块接地，另一个环形电极的一端经电感与毫秒脉冲电源的输出端电气连接，信号发生器的输出端分别与纳秒脉冲电源的触发信号端、毫秒脉冲电源的触发信号端以及高压固态开关模块的驱动信号端电气连接，供气模块提供的工作气体从喷管收缩段输入整个拉瓦尔喷管；信号发生器输出三路信号分别至纳秒脉冲电源、毫秒脉冲电源和高压固态开关模块，从而控制纳秒脉冲电源和毫秒脉冲电源的输出电压脉冲的时序以及高压固态开关模块的开断，当高压固态开关模块断开，纳秒脉冲电源向环形电极输出高压脉冲，实现工作气体的高密度电离，形成带导电的等离子体，经过微秒级延时后，纳秒脉冲电源关闭输出，高压固态开关模块闭合，毫秒脉冲电源向环形电极输出高压脉冲，实现工作气体的进一步电离和加热，随着工作气体不断输入拉瓦尔喷管，产生的等离子体跟随工作气体发生压缩和膨胀过程，实现等离子体射流。/n