大气压下介质阻挡类辉光放电反应器
专利汇可以提供大气压下介质阻挡类辉光放电反应器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 大气压 下介质阻挡类 辉光放电 反应器，从内到外依次包括细线 电极 、阻挡介质和外电极，外电极和阻挡介质之间设有筛网，筛网中网孔的孔径为0.01～0.08mm，构成筛网的 钢 丝直径为0.03～0.08mm。本发明在外电极和介质阻挡层之间覆一层筛网结构，它能同时具有电晕放电和介质阻挡放电的优点。筛网直接和阻挡介质的背面相 接触 ，其网线交点不均匀，使得在外加 电压 作用下，网线交点处的 电场 要略高于其它地方，在气隙击穿前发生电晕放电，起到了电晕预电离的作用，这种电晕的预电离作用能够降低气隙放电场强，从而限制了 电子 崩增长幅度。又由于阻挡介质的存在，抑制了 电弧 的出现，使得放电表现为均匀稳定的扩散模式。，下面是大气压下介质阻挡类辉光放电反应器专利的具体信息内容。
1.一种大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，从内到外依次包括细线电极(4)、阻挡介质(3)和外电极(1)，其特征在于：所述的外电极(1)和阻挡介质(3)之间设有筛网(2)，所述筛网(2)中网孔的孔径为0.01～0.08mm，构成筛网的钢丝直径为0.03～0.08mm。
2.根据权利要求1所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述筛网(2)中每个网孔的孔径相同，其孔径为0.04mm，筛网(2)的钢丝直径为0.035mm。
3.根据权利要求1或2所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述阻挡介质(3)采用玻璃或树脂或聚四氟乙烯管状电介质，其紧贴筛网(2)。
4.根据权利要求3所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述的外电极(1)是由铜皮绕成的管状结构，其外径为30～40mm，介质厚度为1～5mm，有效放电长度为300～500mm。
5.根据权利要求4所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述的外电极(1)为接地电极。
6.根据权利要求3所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述细线电极(4)为固定在构成阻挡介质(3)中心的一根直径为0.1～1mm的细导线。
7.根据权利要求6所述的大气压下介质阻挡类辉光放电反应器，其特征在于：所述的细线电极(4)为接地电极。
技术领域
本发明涉及一种放电反应器，尤其是涉及一种在大气压下，同轴线管结构介质阻挡类辉光放电反应器。
背景技术
低温等离子体的产生方法一般有电晕放电，辉光放电，介质阻挡放电，射频电晕放电等。在大气压下，电晕放电和无声放电产生的低温等离子体比较具有工业应用前景。电晕放电和介质阻挡放电用在产生低温等离子体方面，各自都有自己的特点。
电晕放电常发生在不均匀电场中场强较高的区域内，尤其在曲率半径很小的尖端电极附近，由于局部电场强度超过气体的电离强度，使气体发生电离，因而出现电晕放电。电晕放电对电源功率要求相对较低。电晕放电生成的等离子体空间狭小，活性离子浓度低，且不均匀。在现有技术条件下，直流高电压电晕放电的电场强度约为10KV/cm，电子浓度小于106/cm3，电子平均能量小于1.5eV。电压窄脉冲电晕放电的电场强度约为20KV/cm，电子浓度小于107/cm3，电子平均能量低于3eV。
介质阻挡放电是有固体绝缘介质插入放电空间的一种气体放电形式，通常表现为时空随机分布的丝状放电形式，它是一种放电着火又猝灭的暂态过程，属无声放电机理范畴，只有在交变电场作用下，放电才呈准连续工作状态。电介质的分布电容对于微放电的形成起着十分重要的镇流作用。介质阻挡放电的电场强度大于120KV/cm，电子浓度大于1015/cm3，电子平均能量大于3eV，可以在放电间隙里形成大于400Td的强电场，电子从电场获得的平均能量大于10eV。介质阻挡放电能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为104-106Pa，电源频率可从50Hz到1MHz。
由以上分析可知，电晕放电的放电电流小，功耗低，尖端电极附近的电场强度很高，易产生大量活性粒子，但形成的低温等离子体存在电子平均能量低的缺点。而在介质阻挡强放电产生的低温等离子体中，电子浓度和电子平均能量很大，但其功率很小，微放电峰值电流一般小于几安培，并且介质加热需要消耗能量，电极间距离狭窄，效率低。因此，在大气压下，电晕放电和介质阻挡放电DBD都不是产生低温等离子体的理想方法。
发明内容
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明从内到外依次包括细线电极、阻挡介质和外电极，上述的外电极和阻挡介质之间设有筛网，筛网中网孔的孔径为0.01～0.08mm，构成筛网的钢丝直径为0.03～0.08mm。
上述筛网中每个网孔的孔径相同，其孔径为0.04mm，筛网的钢丝直径为0.035mm。
上述阻挡介质采用玻璃或树脂或聚四氟乙烯管状电介质，其紧贴筛网。
上述的外电极是由铜皮绕成的管状结构，其外径为30～40mm，介质厚度为1～5mm，有效放电长度为300～500mm。
外电极为接地电极。
上述的细线电极为固定在构成阻挡介质中心的一根直径为0.1～1mm的细导线。
细线电极也可以为接地电极。
采用上述技术方案的本发明，在外电极和介质阻挡层之间覆一层筛网结构，解决现有技术中辉光放电需要在密封的低气压管中进行的局限性，它能同时具有电晕放电和介质阻挡放电的优点。本发明采用筛网直接和阻挡介质的背面相接触，其网线交点不均匀，使得在外加电压作用下，网线交点处的电场要略高于其它地方，在气隙击穿前发生电晕放电，起到了电晕预电离的作用，这种电晕的预电离作用能够降低气隙放电场强，从而限制了电子崩增长幅度。又由于阻挡介质的存在，抑制了电弧的出现，使得放电表现为均匀稳定的扩散模式。另外，当内部细线电极作为高压电极时，外加电压峰值小于14KV时，管中细导线的电离活性区放光，此时的放电为电子崩形式的电晕放电。当电压峰值升高到14kV～24kV时，管中气隙出现稳定发光，此时线电极周围的高场强引发汤生碰撞电离，而外围气隙的电场强度较低，出现离子和光子的扩散以及光游离。由于阻挡介质抑制了电弧的出现，从而使得放电表现为稳定的扩散模式。此时的放电电流幅值比电晕电流大，电流波形也较为连续。
附图说明
图1为本发明中外电极作为接地电极的结构示意图；
图2为本发明中细线电极作为接地电极的结构示意图；
图3为图1的纵截面的结构示意图。
具体实施方式
如图1、图3所示，本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小不一，可以为0.01mm～0.08mm中的任何一个数值，即可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm中的任何一个值，另外钢丝的直径为0.03mm。上述的阻挡介质3为采用玻璃的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为30mm，内径为32mm，介质厚度为1mm，有效放电长度为300mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.1mm的细导线。在本实施例中外电极1为接地电极。
本发明的原理是：
低气压下的辉光放电易于获得，例如日常使用的荧光灯，但在高气压下，放电机制会出现变化。要在大气压下获得稳定的扩散模式放电就必须限制电子崩增长幅度。在高气压下，电子经历多次碰撞是不可避免的，限制电子崩发展的一种可能方法是限制电子的碰撞电离系数α。由于α随气隙场强的增大而增大，因此要压制电子崩发展就必须设法降低气体的击穿场强，也就是说在低电场下产生电子。空气在大气压下的击穿场强十分高，其平均击穿场强约为30kV/cm，限制其放电电子崩的发展是一件十分困难的事情。常压下气体放电起始于汤生放电，随着时间的推移，它会依次进入辉光、细丝放电并最终形成弧光放电。当放电不能稳定在辉光放电阶段时，它将转化为丝状放电，即常规DBD。对于像空气等高击穿强度的气体来说，必须采取一些其它的方式来产生二次电子或者形成预电离，从而产生较为均匀的扩散模式放电，如：限制电流密度的自由增长、利用特殊介电性能的阻挡介质、采用紫外光照射阴极等。本发明采用筛网直接和阻挡介质的背面相接触，其网线交点不均匀，使得在外加电压作用下，网线交点处的电场要略高于其它地方，在气隙击穿前发生电晕放电，起到了电晕预电离的作用，这种电晕的预电离作用能够降低气隙放电场强，从而限制了电子崩增长幅度。又由于阻挡介质的存在，抑制了电弧的出现，使得放电表现为均匀稳定的扩散模式
实施例2
如图2所示，本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小不一，可以为0.01mm～0.08mm中的任何一个数值，即可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06m、0.07m、0.08mm中的任何一个值，另外钢丝的直径为0.05mm。上述的阻挡介质3为采用树脂的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为33mm，内径为33mm，介质厚度为2mm，有效放电长度为350mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为1mm的细导线。在本实施例中细线电极4为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
实施例3
本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小相同，均为0.04mm，另外钢丝的直径为0.035mm。上述的阻挡介质3为采用聚四氟乙烯的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为36mm，内径为32mm，介质厚度为3mm，有效放电长度为400mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.3mm的细导线。在本实施例中外电极1为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
实施例4
本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小相同，均为0.01mm，另外钢丝的直径为0.07mm。上述的阻挡介质3为采用玻璃的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为39mm，内径为32mm，介质厚度为4mm，有效放电长度为450mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.6mm的细导线。在本实施例中细线电极4为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
实施例5
本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小相同，均为0.06mm，另外钢丝的直径为0.04mm。上述的阻挡介质3为采用树脂的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为40mm，内径为32mm，介质厚度为5mm，有效放电长度为500mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.9mm的细导线。在本实施例中外电极1为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
实施例6
本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小相同，均为0.08mm，另外钢丝的直径为0.06mm。上述的阻挡介质3为采用聚四氟乙烯的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为35mm，内径为32mm，介质厚度为2.5mm，有效放电长度为420mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.8mm的细导线。在本实施例中细线电极4为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
实施例7
本实施例从内到外依次包括细线电极4、阻挡介质3和外电极1，在外电极1和阻挡介质3之间设有筛网2，筛网2直接和阻挡介质3的背面相接触，其网线交点不均匀。筛网2中所有网孔的孔径大小不一，可以为0.01mm～0.08mm中的任何一个数值，即可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm中的任何一个值，另外钢丝的直径为0.08mm。上述的阻挡介质3为采用玻璃的管状电介质，其紧贴筛网2。外电极1是由铜皮绕成的管状结构，其外径为32mm，内径为32mm，介质厚度为3.5mm，有效放电长度为450mm。细线电极4为固定在构成阻挡介质3中心的一根直径为0.2mm的细导线。在本实施例中外电极1为接地电极。
其他技术特征和工作原理与实施例1相同。
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