基于三维液体内电极的介质阻挡放电微等离子体发生装置的制作方法

文档序号:14681161发布日期:2018-06-12 22:16阅读:155来源:国知局

本实用新型属化学分析领域,涉及一种微等离子体发生装置,具体是一种基于三维液体内电极的介质阻挡放电微等离子体发生装置。



背景技术:

介质阻挡放电微等离子体(Dielectric barrier discharge,DBD)是有绝缘介质插入放电空间的一种非平衡态、低温、瞬时气体放电形成的微等离子体,近年来在分析化学、材料制备等领域得到了广泛的应用。DBD的电极可以是铜、铁、铝、碳等导电材料,绝缘介质通常为石英或者玻璃,也可以是陶瓷或者聚合物材料等。常见的DBD构造有平板式和同轴式两种结构,平板式DBD是指绝缘介质、电极通常为平板结构,同轴式DBD则通常是由内电极、绝缘介质和外电极构成一个同心圆结构。

传统的介质阻挡放电微等离子体通常只能用作气体样品的分析,其是使用载气将样品以气体的形式引入到装置中,在电压作用下形成微等离子体,用于样品分析。由于样品在分析过程中多数是以溶液的形式出现,采用介质阻挡放电微等离子体进行化学分析时需要将溶液转化成气态,过程繁琐,还无形中增加的成本,限制了介质阻挡放电微等离子体的应用。



技术实现要素:

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种基于三维液体内电极的介质阻挡放电微等离子体发生装置,将液体作为介质阻挡放电装置的内电极,可以实现液体样品的直接引入,同时采用多路液体并列的形式,提高微等离子体的激发能力,具有蒸气发生效率高、可连续流动进样、使用方便等效果。

本实用新型所采用的技术方案:

一种基于三维液体内电极的介质阻挡放电微等离子体发生装置,包括底部封口的圆筒状发生器,发生器的底部设置载液入口并连接载液输入管,用于将样品溶液输入发生器内,在载液输入管上连接高压电极阴极,样品溶液流经载液输入管与高压电极阴极接触后带电;在发生器内设置将发生器分割成上下两部分腔体的隔板,隔板上开设数个通孔,每个通孔上设置溢流管,样品溶液经载液输入管(带电)进入发生器下部腔体,在水压作用下继续上行,最后由溢流管溢出;在发生器的侧壁上设置载气输入管和废液排出管,废液排出管的位置等于或略高于发生器内的隔板的位置,发生器的顶部环口上设置圆环形高压电极阳极,高压电极阳极上设置环形微等离子体喷射口,带电的样品溶液由溢流管溢出后与高压电极阳极产生介质阻挡放电形成微等离子体,经载气输入管输入的载气带着激发的微等离子体从喷射口喷出,供仪器分析。被激发后的样品溶液流到隔板上经废液排出管排出。

作为本实用新型的进一步改进,所述发生器内部隔板上的通孔呈排列状分布,就是使溢流管呈排列状分布,有利于提高微等离子体的激发能力。

作为本实用新型的进一步改进,所述环形微等离子体喷射口设计为渐缩型结构,即其与高压电极阳极连接处的口径较大,由下至上到出口处的口径逐渐变小,类似于倒漏斗形结构,这样有利于载气(带着微等离子体)从出口喷射出来。

本实用新型以排列的多路液体作为介质阻挡放电装置的内电极,可以实现样品溶液的直接引入,同时使样品溶液直接在装置中进行激发,提高微等离子体的激发能力,简化样品分析步骤,具有蒸气发生效率高、可连续流动进样、使用方便等效果,适用于所有样品溶液的分析,实现介质阻挡放电微等离子体的高效应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中:1、发生器;2、高压电极阳极;3、环形微等离子体喷射口;4、溢流管;5、废液排出管;6、高压电极阴极;7、载液输入管;8、隔板;9、载气输入管。

具体实施方式

下面通过实例并结合附图对本实用新型作进一步说明,但不作为对本实用新型的限定。

在图1所示的结构中,本实用新型所提供的基于三维液体内电极的介质阻挡放电微等离子体发生装置,包括发生器1,发生器呈圆筒状结构、底部封口,采用玻璃材料制作,能直接观察到发生器内部的情况,发生器的底部设置载液入口并连接载液输入管7,在载液输入管上连接高压电极阴极6;在发生器内设置将发生器分割成上下两部分腔体的隔板8,隔板上呈纵横向各排列三个通孔(总共九个通孔),每个通孔上设置溢流管4;在发生器1的左侧壁的中间部位设置载气输入管9、右侧壁的下部(高度等于或略高于发生器内的隔板8的位置)设置废液排出管5,发生器的顶部环口上设置圆环形高压电极阳极2,高压电极阳极上设置呈渐缩型结构的环形微等离子体喷射口3,带电的样品溶液由溢流管溢出后与高压电极阳极产生介质阻挡放电形成微等离子体,经载气输入管输入的载气带着激发的微等离子体从喷射口喷出,供仪器分析。被激发后的样品溶液流到隔板上经废液排出管排出。

在实施本实用新型时,环形微等离子体喷射口3、废液排出管5、载液输入管7、隔板8和载气输入管9等均采用绝缘材料制作,如石英、玻璃、陶瓷或者聚合物等。高压电极阳极2、高压电极阴极6采用到点材料制作,如铜、铁、铝、碳等。

本实用新型的微等离子体发生装置的工作过程如下:

启动高压泵将样品溶液经载液输入管7输入发生器内,样品溶液流经载液输入管时与高压电极阴极6接触后带电,,带电的样品溶液进入发生器下部腔体后,在水压作用下继续上行,最后由溢流管4均匀溢出,并与高压电极阳极2产生介质阻挡放电形成微等离子体,与此同时,载气由载气输入管9进入发生器1内,输入的载气带着激发的微等离子体从环形微等离子体喷射口3喷出,供仪器分析。被激发后的样品溶液流到隔板上经废液排出管5排出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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