一种新型大气压毛细管介质阻挡放电冷等离子体射流技术

摘要

介绍一种结构设计简单、操作运行方便的新型毫米量级大气压冷等离子体射流发生技术.这种射流可以在大气压条件下,利用多种工作气体(如Ar,He,N2),通过毛细管介质阻挡放电(DBD)的方式实现.使用频率为33kHz,峰值电压为l-12kV的双向脉冲电源,利用Ar,He,N2等工作气体,在毛细管内形成了稳定的冷等离子体射流.放电区域的光辐射空间分布利用商用CCD摄像机记录,从中研究放电形态和空间分布,观察到了在DBD区域的流动气体放电和在毛细管出口处形成的等离子体射流.在DBD区域,气体静止时发生的是丝状放电,随气流速度的增加逐步转为类辉光放电.在毛细管出口处的等离子体射流区,等离子体的发光强度随气体种类和流速的不同而明显改变.实验中,利用焓探针测量气体的流速,得到了在不同气体中形成的等离子体射流的临界流速是3-8m/s.射流的射程随气体流速的增加而增加,不同气体产生的射流射程差别很大,当He流速为20m/s时,其射流最长达到44mm左右.但当He流速超过20m/s时,He等离子体射流就变得不稳定,出现涡流,而且射程变短.He射流的发射光谱结果显示,其激发温度在2000-3000K之间,远低于大气压电弧射流的激发温度.由此显示,这是一种冷等离子体射流.