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普乐斯等离子清洗设备介绍,介质阻挡惰性气体放电特性和属性有哪些?

返回列表 来源:普乐斯 浏览: 发布日期:2020-01-09 13:55【
文章导读:普乐斯等离子清洗机介绍,在各类工作气体当中,惰性气体是很容易在大气压下获得介质阻挡均匀放电的,采用平行板结构金属圆电极,可以对介质阻挡惰性气体放电特性和属性进行研究。
普乐斯等离子清洗设备介绍,研究所用电极直径50mm,两个电极上各覆盖一片厚度为1mm的石英玻璃,其相对介电常数为3.9,气体间隙为5mm。电极与阻挡介质安放在放电室内,放电室先被抽真空至5Pa以下,然后充入高纯度的氦气或者氖气、氩气。
普乐斯等离子清洗机介绍,介质阻挡惰性气体放电特性和属性有哪些?
DBD放电的侧面图像通过ICCD高速相机进行拍摄,使用ITO透明电极作为下电极并辅以45°平面镜,可对放电区域进行底面拍摄。上图给出了测量的外加电压Va、放电总电流i与计算得到的气隙电压Vg波形,其中准正弦虚线是外加电压波形;细实线是电流波形。从图中可看到,外加电压每半个周期内有一个电流脉冲,这是大气压下介质阻挡均匀放电的典型特征之一。
普乐斯等离子清洗机介绍,介质阻挡惰性气体放电特性和属性有哪些?
在研究放电机理时,气体间隙上的电压Vg是人们更关心的参量;然而由于阻挡介质的存在,我们无法直接测量气隙上的电压。使用测量到的外加电压Va和放电电流i,结合DBD的等效电路,可计算得到Vg。根据测量到的外加电压Va和放电总电流i计算出气体间隙上的真正电压Vg,以及流过气体间隙的运流电流id。Vg的计算公式如下:
气隙放电Vg计算公式-普乐斯等离子清洗机
其中,Vm(to)表征to之前的放电在介质表面积累电荷的影响。在计算中取Vm(to)使得Vm(t)在一个外加电压周期内的均值为0,即介质没有自极化。
 
氦气放电中位移电流远小于运流电流,因此运流电流与测量的总电流近似相同,不再单独计算。气隙上电压Vg随着外加电压Va的增加而升高,然后随着气隙的放电迅速下跌。这个拐点对应气体间隙的击穿电压。
侧面放电图像-普乐斯等离子清洗机
在验证放电的空间均匀性时,可以在放电电流峰值附近拍摄曝光时间为10ns的放电图像,得到上图所示放电侧面图像,发现放电没有明暗相间的放电细丝,说明这种放电在空间上是均匀的,因此在大气压氦气中比较容易得到的这种放电是一种均匀放电;同时在上图中还可观察到瞬时阴极附近有一个亮度较高的发光层,这是辉光放电的典型特征,因此可以断定,大气压氦气放电属于辉光放电。
氖气放电图像-普乐斯等离子清洗机
氖气放电的电压、电流波形和侧面发光图像如上图所示,电源频率约33kHz,气隙厚度6mm,上方是阳极,下方是阴极。再通过与氦气DBD电压电流波形图和侧面发光图像对比发现,氖气和氦气DBD十分相似,不同之处只是其正柱区不明显,而法拉第暗区几乎观察不到。
 
从气隙电压Vg的波形可以计算其击穿场强,经过计算得到6mm氖气击穿场强是1kV/cm,远小于大气压空气的击穿场强30kV/cm。如此之低的击穿场强是大气压氦气和氖气实现均匀放电的保证。

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