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普樂斯等離子清洗設備介紹,介質阻擋惰性氣體放電特性和屬性有哪些?

返回列表 來源:普樂斯 瀏覽: 發布日期:2020-01-09 13:55【
文章導讀:普樂斯等離子清洗機介紹,在各類工作氣體當中,惰性氣體是很容易在大氣壓下獲得介質阻擋均勻放電的,采用平行板結構金屬圓電極,可以對介質阻擋惰性氣體放電特性和屬性進行研究。
普樂斯等離子清洗設備介紹,研究所用電極直徑50mm,兩個電極上各覆蓋一片厚度為1mm的石英玻璃,其相對介電常數為3.9,氣體間隙為5mm。電極與阻擋介質安放在放電室內,放電室先被抽真空至5Pa以下,然后充入高純度的氦氣或者氖氣、氬氣。
普樂斯等離子清洗機介紹,介質阻擋惰性氣體放電特性和屬性有哪些?
DBD放電的側面圖像通過ICCD高速相機進行拍攝,使用ITO透明電極作為下電極并輔以45°平面鏡,可對放電區域進行底面拍攝。上圖給出了測量的外加電壓Va、放電總電流i與計算得到的氣隙電壓Vg波形,其中準正弦虛線是外加電壓波形;細實線是電流波形。從圖中可看到,外加電壓每半個周期內有一個電流脈沖,這是大氣壓下介質阻擋均勻放電的典型特征之一。
普樂斯等離子清洗機介紹,介質阻擋惰性氣體放電特性和屬性有哪些?
在研究放電機理時,氣體間隙上的電壓Vg是人們更關心的參量;然而由于阻擋介質的存在,我們無法直接測量氣隙上的電壓。使用測量到的外加電壓Va和放電電流i,結合DBD的等效電路,可計算得到Vg。根據測量到的外加電壓Va和放電總電流i計算出氣體間隙上的真正電壓Vg,以及流過氣體間隙的運流電流id。Vg的計算公式如下:
氣隙放電Vg計算公式-普樂斯等離子清洗機
其中,Vm(to)表征to之前的放電在介質表面積累電荷的影響。在計算中取Vm(to)使得Vm(t)在一個外加電壓周期內的均值為0,即介質沒有自極化。
 
氦氣放電中位移電流遠小于運流電流,因此運流電流與測量的總電流近似相同,不再單獨計算。氣隙上電壓Vg隨著外加電壓Va的增加而升高,然后隨著氣隙的放電迅速下跌。這個拐點對應氣體間隙的擊穿電壓。
側面放電圖像-普樂斯等離子清洗機
在驗證放電的空間均勻性時,可以在放電電流峰值附近拍攝曝光時間為10ns的放電圖像,得到上圖所示放電側面圖像,發現放電沒有明暗相間的放電細絲,說明這種放電在空間上是均勻的,因此在大氣壓氦氣中比較容易得到的這種放電是一種均勻放電;同時在上圖中還可觀察到瞬時陰極附近有一個亮度較高的發光層,這是輝光放電的典型特征,因此可以斷定,大氣壓氦氣放電屬于輝光放電。
氖氣放電圖像-普樂斯等離子清洗機
氖氣放電的電壓、電流波形和側面發光圖像如上圖所示,電源頻率約33kHz,氣隙厚度6mm,上方是陽極,下方是陰極。再通過與氦氣DBD電壓電流波形圖和側面發光圖像對比發現,氖氣和氦氣DBD十分相似,不同之處只是其正柱區不明顯,而法拉第暗區幾乎觀察不到。
 
從氣隙電壓Vg的波形可以計算其擊穿場強,經過計算得到6mm氖氣擊穿場強是1kV/cm,遠小于大氣壓空氣的擊穿場強30kV/cm。如此之低的擊穿場強是大氣壓氦氣和氖氣實現均勻放電的保證。

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