專利名稱：一種等離子體發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種等離子體發(fā)生裝置，特別是關(guān)于一種可多方向、多角度同時產(chǎn)生等離子體且發(fā)生裝置可彎曲的等離子體發(fā)生設(shè)備。
背景技術(shù)：
等離子體是由部分電子被剝奪后的原子及原子被電離后產(chǎn)生的正負電子組成的離子化氣體狀物質(zhì)，被稱為是除去固、液、氣外，物質(zhì)存在的第四態(tài)。等離子體按溫度可分為高溫等離子體與低溫等離子體?，F(xiàn)有生成低溫等離子體的裝置主要有四種，分別是交流低溫等離子體發(fā)生裝置、射頻低溫等離子體發(fā)生裝置、微波低溫等離子體發(fā)生裝置、直流脈沖等離子體發(fā)生裝置。低溫等離子體在產(chǎn)生過程中會伴隨著大量的、種類繁多的活性粒子的產(chǎn)生，其中包括六種典型的粒子，即電子、正離子、負離子、激發(fā)態(tài)的原子或分子、基態(tài)的原子或分子以及光子。這些活性物質(zhì)使得低溫等離子體在生物醫(yī)學領(lǐng)域的滅菌、消毒以及環(huán)境工程領(lǐng)域的廢氣處理與污水凈化領(lǐng)域發(fā)揮了重大作用。但是現(xiàn)有裝置都存在著一些不足，比如只能單一方向、單一角度產(chǎn)生等離子體； 裝置自身形狀不可改變，無法適用于更多復(fù)雜情況；產(chǎn)生的等離子體溫度高，噴射長度短； 高壓電極與接地電極距離較近，當電壓較大時容易發(fā)生弧光放電；高壓電極位置設(shè)計不合理，有的高壓電極完全裸露在空氣中，存在嚴重的安全隱患；放電工作氣源單一或只能是混合氣體，等離子體中活性成分種類少或數(shù)量少。這些因素都限制了現(xiàn)有等離子體發(fā)生裝置的廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種等離子體發(fā)生裝置，目的在于可多方向、多角度同時生成等離子體，發(fā)生裝置可以彎曲，等離子體的射流長、溫度接近室溫、強度可調(diào)、富含活性成分，電極位置安全可靠，可使用多種氣體作為氣源。本發(fā)明的一種等離子體發(fā)生裝置，包括工作氣體源、氣體調(diào)節(jié)開關(guān)、電源、絕緣保護圈、高壓電極、介質(zhì)管，其特征在于所述介質(zhì)管為空心管且一端與工作氣體連通，另一端為封閉狀態(tài)；所述高壓電極套于或粘貼于介質(zhì)管外壁且高壓電極位于絕緣保護圈內(nèi)部。所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于位于高壓電極與介質(zhì)管的封閉端之間的介質(zhì)管部分其管壁上有圓形或其他各種形狀的通氣開孔。所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于介質(zhì)管本身可以彎曲。所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述電源為交流電源、脈沖直流電源或者射頻電源。本發(fā)明工作時會對工作氣體進行介質(zhì)阻擋放電，從介質(zhì)管管壁上的通氣開孔中噴射出等離子體射流，根據(jù)通氣孔的數(shù)量及開孔位置與角度的不同，可以同時多方向、多角度的產(chǎn)生等離子體射流，能夠處理復(fù)雜表面。介質(zhì)管選用聚四氟乙烯或塑料等柔軟可彎曲材料，這樣裝置可以進入復(fù)雜結(jié)構(gòu)腔體，并在腔體內(nèi)部各位置產(chǎn)生等離子體，實用性更強。高壓電極位于絕緣保護圈內(nèi)部，安全且可以避免弧光放電。本發(fā)明產(chǎn)生的等離子體溫度接近室溫時，人體可以安全接觸。可以調(diào)節(jié)氣體流量控制開關(guān)來調(diào)節(jié)進入介質(zhì)管內(nèi)的氣流流量。氣體源可以是氦氣、氬氣等單質(zhì)氣體或混合氣體，也可以是氣體化合物或氣態(tài)有機物。產(chǎn)生的等離子體射流長度、粗細、溫度、數(shù)量可根據(jù)要求做不同選擇。本發(fā)明可以多方向、多角度同時產(chǎn)生等離子體，本發(fā)明體積小、成本低廉、維護方便、安全可靠、可攜帶性強，克服了現(xiàn)有裝置的不足之處。通過使用不同的電源參數(shù)與氣體源，可以產(chǎn)生出接近室溫的等離子體，實現(xiàn)了常溫常壓下的應(yīng)用。由于裝置能夠產(chǎn)生多方向多角度的接近室溫的等離子體并且裝置中產(chǎn)生等離子體的介質(zhì)管可以彎曲，這樣大大提高了裝置的可用范圍。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，包括工作氣體源1，電源3，控制開關(guān)2，高壓電極10， 介質(zhì)管11，絕緣保護圈9，高壓電極環(huán)繞在介質(zhì)管11外、并共同位于絕緣保護圈9內(nèi)，電源 3通過控制開關(guān)2連接高壓電極10，所述介質(zhì)管封口端19與高壓電極10之間的管壁上有形狀不同角度不同的數(shù)量可調(diào)整的通氣孔15、16、17、18，且從這些通氣孔中可以產(chǎn)生等離子體射流5、6、7、8，氣體流量控制開關(guān)14將工作氣體源1的工作氣體13通過進氣端口 12 進入介質(zhì)管11內(nèi)部。高壓電極10緊貼于或緊套于介質(zhì)管11外壁，絕緣保護圈9同時緊貼于高壓電極 10外壁高壓電極10可以使用銅箔、鋁箔、錫箔等導電性材料。絕緣保護圈9可以是橡膠， 聚四氟乙烯等絕緣性材料。介質(zhì)管11可以用聚四氟乙烯等柔性管材以到達可以彎曲的目的，同時也可以選用石英玻璃、氧化鋁陶瓷等材料，形狀及尺寸可以根據(jù)實際需求來確定。介質(zhì)管11的長度，高壓電極的10長度，絕緣保護圈9的長度，介質(zhì)管11的封口端與均可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。高壓電極10與介質(zhì)管11封口端19之間的介質(zhì)管11管壁上的通氣孔的開孔位置， 開孔角度，開孔大小，開孔數(shù)量都可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。以單質(zhì)氬氣為例，調(diào)節(jié)氣體流量控制開關(guān)14，以0. 3立方米/每小時的流量通入工作氣體13，圖中箭頭所示為其流動方向。將電源3的地極4與大地連接好，高壓電極10接至電源3，選擇交流電源為裝置驅(qū)動電源。調(diào)節(jié)電源輸出電壓幅值至4千伏，頻率10千赫茲，會產(chǎn)生等離子體射流5、6、7、8并且溫度接近室溫，人體可以直接接觸，無任何刺痛感。輸入氣體流量可為0. 001-10立方米/每小時，工作氣體13的流速大小等會影響離子體射流5、6、7、8的形狀與大小。輸出交流電壓的幅值可為220伏-100千伏，頻率50赫茲-30兆赫茲；或輸出脈沖直流電壓幅值220伏-100千伏，頻率50赫茲-30兆赫茲脈寬， 脈寬大于等于1納秒。由通氣孔中噴出的等離子體長度可為0. 1-65毫米。
權(quán)利要求
1.一種等離子體發(fā)生裝置，包括工作氣體源、氣體調(diào)節(jié)開關(guān)、電源、絕緣保護圈、高壓電極、介質(zhì)管，其特征在于所述介質(zhì)管為空心管且一端與工作氣體連通，另一端為封閉狀態(tài)； 所述高壓電極套于或粘貼于介質(zhì)管外壁且高壓電極位于保護圈內(nèi)部。
2.如權(quán)利要求1所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于位于高壓電極與介質(zhì)管的封閉端之間的介質(zhì)管部分其管壁上任意位置有任意角度、數(shù)量的圓形或其他各種形狀的通氣開孔。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于介質(zhì)管本身可以彎曲ο
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述電源為交流電源、脈沖直流電源或者射頻電源。
5.如權(quán)利要求3所述的一種等離子體發(fā)生裝置，其特征在于所述電源為交流電源、脈沖直流電源或者射頻電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種等離子體發(fā)生裝置，目的在于可按不同需求進行不同組合而產(chǎn)生不同面積與不同形狀等離子體，可在一個面產(chǎn)生等離子體也可在多個面產(chǎn)生等離子體，例如產(chǎn)生圓筒狀或圓錐狀等離子體。本發(fā)明包括電源、高壓電極、地級、介質(zhì)管，置于介質(zhì)管內(nèi)的高壓電極與地極皆為相鄰關(guān)系即相鄰兩個介質(zhì)管內(nèi)一定分別放置高壓電極與地極，會在介質(zhì)管外壁與介質(zhì)管之間的間隙產(chǎn)生等離子體。通過使用不同的電源參數(shù)可以產(chǎn)生出接近室溫的等離子體，實現(xiàn)了常溫常壓下的應(yīng)用。由于本裝置能夠大面積按不同形狀產(chǎn)生接近室溫的等離子體并且裝置中產(chǎn)生等離子體的介質(zhì)管可選用可彎曲材料，這樣大大的提高了裝置的可用范圍。
文檔編號H05H1/26GK102307426SQ201110172098
公開日2012年1月4日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者張玨, 方競, 朱衛(wèi)東, 梁永東 申請人:北京大學