一种基于DBD的增强放电功率的设备和方法

本发明涉及等离子体，特别涉及基于介质阻挡放电 (dielectricbarrier discharge，dbd)技术的等离子体发生器，具体而言，涉及同轴式dbd等离子体发生器。

背景技术：

1、介质阻挡放电(dbd)指的是将绝缘介质插入放电空间中，通过施加足够的交流电压而产生等离子体的一种非平衡态气体放电。在dbd的放电区域内，会产生大量的活性物质，例如高能电子、自由基、离子和激发态分子等，使其在环境除臭、工业三废净化、材料表面处理与改性、臭氧产生等应用方面，实现更高的效率。另外，在大气压下产生等离子体，省去了真空腔体装置，降低了设备的成本，在工业领域有广阔的应用前景。

2、在现有的dbd系统中，当电压较小时，放电功率较小，功率较低，在应用中往往达不到客户要求。因此，急需一种能在较低电压的情况下产生较大放电功率的dbd的设备和方法。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种基于dbd的增强放电功率的设备和方法，来解决在较低的电压下dbd的放电击穿和功率较小的问题，以此来增强dbd的放电强度。

2、为了实现上述目的，根据本发明具体实施方式的一个实施例，提供了一种同轴式dbd等离子体发生器，主要包括带有气体输入端口的石英介质管、铜管和铜环，石英介质管侧面的气体输入端口用于供给工作气体，气体流入到石英介质管和铜管之间的放电空间之内，产生的等离子体随气体从石英介质管下端流出。

3、进一步地，所述介质管采用石英介质管，也可采用陶瓷介质管，介质管固定于内电极和外电极之间，且外电极恰好能包裹住介质管。

4、进一步地，所述铜管和铜环也可换为不锈钢、铝等导电材料。

5、进一步地，所述内电极可以通过改变其直径来改变其到介质管内壁之间的距离。

6、进一步地，所述热风枪可以替换为电热丝等加热装置。

7、进一步地，所述同轴式dbd等离子体发生器可替换为针板型dbd等离子体发生器。

8、有益效果

9、当使用热风枪给铜管加热时，随着铜管温度的升高，放电空间内的气体体积变大，放电粒子的平均自由程增加，则粒子获得的能量增强，由此则（1）可有效地降低dbd等离子体发生器的击穿电压；（2）在不改变电压和频率的情况下，通过提高电极温度来增强同轴式dbd等离子体发生器的放电功率。

技术特征：

1.一种基于dbd的增强放电功率的设备和方法，包括气体输入端口、绝缘介质管、内电极、外电极、非接触式红外测温仪、热风枪、激励源等。其特征在于，热风枪通过温度控制台调节温度给内电极加热，非接触式红外测温仪通过红外感应采集内电极的温度，所述工作气体通过气体输入端口供给到介质管和内电极之间。

2.如权利要求1所述的内外电极，其特征在于：可以为铜材料，也可为不锈钢材料或者铝材料等。

3.如权利要求1所述的绝缘介质管，其特征在于：所述绝缘介质管可以采用石英介质管，也可以采用陶瓷介质管等。

4.如权利要求1所述的非接触式红外测温仪，其特征在于：测温仪扫描口要和内电极要保持垂直，扫描口要和到内电极的距离保持一定的比值。

5.如权利要求1所述的热风枪，其特征在于：热风枪出风口要以正下方的方向向内电极输送热风，使电极受热均匀。

6.如权利要求1所述介质管位于内电极和外电极之间，内电极通过耐高温硅胶固定于介质管中央，到介质管内壁的距离相同，外电极恰好能完全包裹住介质管。

技术总结
本发明公开了一种基于DBD的增强放电功率的设备和方法，主要包括激励源、热风枪、气体输入端口、介质、内电极和外电极等。介质为绝缘介质管，所述气体输入端口用于供给工作气体，其特征在于，所述气体输入端口位于介质管侧面，气体输出端口位于介质管下端，内电极为管状，通过导线接地，外电极为环状，完全包裹在介质上，作为高压极。内电极通过耐高温硅胶固定在介质管的中央，和其内壁之间留出一定的放电间隙。通过热风枪输送热风给内电极加热来提高电极的温度，在其它条件不变的情况下，可以有效地降低击穿电压，较大地增强介质阻挡放电的放电功率，使放电通道增多，放电变得更加强烈。

技术研发人员：刘峰,师贵虎,王伟伟,王赟,樊智慧,梁慧敏
受保护的技术使用者：河北工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12