本發(fā)明涉及一種用于大氣壓空氣中獲得大面積、均勻穩(wěn)定的彌散放電的放電系統(tǒng)，屬于等離子放電領(lǐng)域，尤其是大氣壓空氣中磁控式錐形針陣列彌散放電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
大氣壓條件下氣體放電的形式多種多樣，如電暈、輝光、電弧等。其中電暈放電只產(chǎn)生在小曲率電極附近區(qū)域，放電微弱且產(chǎn)生活性粒子效率低；相反電弧放電能量密度太高，很容易損傷材料表面，難以對工件表面進(jìn)行均勻處理；而輝光放電功率密度適中，能產(chǎn)生均勻的低溫等離子體，因而一直是研究的熱點。但在大氣壓條件下輝光放電很不穩(wěn)定，很容易過渡到電弧放電。目前的方法主要是通過納秒脈沖放電在小間隙距離實現(xiàn)了均勻的介質(zhì)阻擋放電。
目前這些方法在大氣壓空氣中產(chǎn)生的彌散放電存在放電氣隙間距短、放電面積小、均勻性容易受到影響出現(xiàn)絲狀放電等問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明專利的發(fā)明目的在于：避免現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大氣壓空氣中磁控式錐形針陣列彌散放電系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用錐形針陣列放電電極，并采用的磁場控制方式在大氣壓空氣中獲得較大面積的均勻和穩(wěn)定的彌散放電。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：包括電源1、放電氣室6和測量裝置7，其中所述的放電氣室6中央設(shè)有錐形針陣列3，錐形針陣列3通過導(dǎo)線與電源1的正極相連；所述放電氣室6相對于錐形針陣列3的下端設(shè)有一塊永磁鐵4，所述的永磁鐵4通過電阻8與接地端相連；所述測量裝置7上 設(shè)有電壓測量端CH2和電流測量端CH1，所述的電壓測量端CH2通過高壓探頭5與電源1的正極相連，所述的電流測量端CH1通過導(dǎo)線與永磁鐵4相連；所述電源1的負(fù)極與測量裝置7共同與接地端相連。
進(jìn)一步，所述的放電氣室6由有機玻璃構(gòu)成，尺寸為10cm×10cm×5cm；所述放電氣室6氣室壁上有若干個直徑為1cm的氣孔。
進(jìn)一步，所述的放電氣室6外設(shè)有高速數(shù)碼相機2，所述高速數(shù)碼相機2置于放電氣室6邊緣50mm處。
進(jìn)一步，所述電源1為高壓直流電源，其直流電壓為0-30kV，輸出功率為2kW。
進(jìn)一步，所述電阻8為50Ω的無感合成膜電阻。
進(jìn)一步，所述永磁鐵4為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：
1、采用有機玻璃制成放電氣室，氣室壁上有4個直徑為1cm的氣孔，使氣室內(nèi)部空氣與外部空氣相連；
2、設(shè)計了一種可在大氣壓空氣中較長的氣隙間距內(nèi)獲得彌散放電的錐形針陣列放電電極；
3、采用環(huán)形永磁鐵用于束縛低溫等離子體運動范圍，同時抑制電子運動速度，避免放電向電弧放電發(fā)展，使放電更均勻，從而得到均勻的等離子通道；
4、本系統(tǒng)由于采用高壓直流電源，可提供穩(wěn)定、持續(xù)的電流，以獲得大氣壓空氣中的彌散放電；
5、由于磁場的作用，避免電子崩的快速增長，從而抑制了放電向電弧放電發(fā)展，使放電持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。同時外圍針產(chǎn)生的等離子體在磁場作用下向電極中間聚集，被束縛在放電通道中，均勻地充滿了整個放電通道，使空氣電離更充分，放電更均勻。
附圖說明
圖1是大氣壓空氣中磁控式錐形針陣列彌散放電系統(tǒng)圖；
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明專利作詳細(xì)的說明。
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明大氣壓空氣中磁控式錐形針陣列彌散放電系統(tǒng)，放電在大氣壓空氣環(huán)境中進(jìn)行，室溫約為200C，氣壓約為98kPa。包括電源1、放電氣室6和測量裝置7，其中所述的放電氣室6中央設(shè)有錐形針陣列3，錐形針陣列3通過導(dǎo)線與電源1的正極相連；所述放電氣室6相對于錐形針陣列3的下端設(shè)有一塊永磁鐵4，所述的永磁鐵4通過電阻8與接地端相連；所述測量裝置7上設(shè)有電壓測量端CH2和電流測量端CH1，所述的電壓測量端CH2通過高壓探頭5與電源1的正極相連，所述的電流測量端CH1通過導(dǎo)線與永磁鐵4相連；所述電源1的負(fù)極與測量裝置7共同與接地端相連。
進(jìn)一步，所述的放電氣室6由有機玻璃構(gòu)成，尺寸為10cm×10cm×5cm；所述放電氣室6氣室壁上有若干個直徑為1cm的氣孔。
進(jìn)一步，所述的放電氣室6外設(shè)有高速數(shù)碼相機2，所述高速數(shù)碼相機2置于放電氣室6邊緣50mm處。
進(jìn)一步，所述電源1為高壓直流電源，其直流電壓為0-30kV，輸出功率為2kW。
進(jìn)一步，所述電阻8為50Ω的無感合成膜電阻。
進(jìn)一步，所述永磁鐵4為環(huán)形結(jié)構(gòu)。
實施例，實驗裝置可分為三部分：電源1、放電氣室6、測量裝置7。高壓 直流電源1產(chǎn)生0-30kV的直流電壓，輸出功率為2kW；放電氣室6由有機玻璃構(gòu)成，尺寸為10×10×5cm，氣室壁上有4個直徑為1cm的氣孔，使氣室內(nèi)部空氣與外部空氣相連，錐形針陣列3放電電極放置在氣室中央；在負(fù)極下面安裝一個環(huán)形永磁鐵4，以避免電子崩的快速增長，從而抑制了放電向電弧放電發(fā)展，使放電持續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。測量系統(tǒng)包括電流、電壓測量以及放電圖像的拍攝。電流測量方法是在陰極與地之間串聯(lián)一個50Ω的無感合成膜電阻8，將電流信號轉(zhuǎn)化成電壓信號輸入到測量裝置7上。電壓測量方法是利用高壓探頭5進(jìn)行測量。放電圖像采用高速數(shù)碼相機2進(jìn)行拍攝，相機鏡頭放置于距離放電氣室6的50mm處，適用于厘米尺度的微距拍攝，可獲得高分辨率的放電圖像細(xì)節(jié)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。