本实用新型专利技术公开了一种压力温度可调的气体放电等离子体发生装置。该装置包括一个能够耐压耐温的压力气罐、等离子体激励器、泵组、加热器、高速采集装置和各种传感器等等组成。等离子体激励器可以将电线接入压力气罐中连接放电件，利用泵组能够让压力气罐中的压力在0-1.1Mpa范围内变动，利用加热片可以将其中的气体加热到100℃，高速采集装置可以采集放电时候的电流和电压，还可以通过安装其他传感器测量等离子体亮度等参数。利用本实用新型专利技术，能够为研究气体放电等离子体实验提供不同压力和温度的反应环境，同时可以用于小件材料表面改性和臭氧生成等其他用途。
【技术实现步骤摘要】
压力温度可调的气体放电等离子体发生装置
本技术涉及气体放电等离子领域，尤其涉及一种可以提供不同压力和温度环 境的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置。
技术介绍
等离子体是由大量相互作用的但仍处于非束缚状态下的带电粒子组成的宏观体 系，是固态、液态、气态之外物质的第四态。将等离子体按照其中重粒子（分子、离子）的温 度的高低，可以分为热平衡等离子体和非热平衡等离子体，后者又称为冷等离子体。冷 等离子体主要由气体放电产生，其中的重粒子温度略高于室温，而电子温度很高。冷等离子 体中除了有相当数量的电子和离子之外，还有大量的中性粒子（原子、分子和自由基、紫外 光子），它们比通常的化学反应器所产生的活性粒子种类更多、活性更强、更易于和所接触 的材料表面发生反应，因此冷等离子体被用来对材料表面进行处理、医疗器械的杀菌消毒 等领域。 同时，近些年得到进一步发展的等离子测量技术也展现出了极大的优势。利用等 离子体电压和电流随着气动特性变化为原理的等离子体探针在航空航天等需要超高频测 量的行业中有着巨大的潜力。这些方面的研究都需要能够提供恒定压力范围和温度范围的 气体环境，所以能够安全稳定运行的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置的出现就 显现出了其重要性和必要性。
技术实现思路
(一）要解决的技术问题 有鉴于此，本技术的主要目的在于提供一种压力温度可调的气体放电等离子 体发生装置，以能够提供绝对压力为0-1. IMPa之间的压力环境，能够承受最高KKTC的气 温，测量高频动态电信号，为需要稳定压力和温度范围的实验提供气体环境，并用于小件 物品的材料表面改性和臭氧产生。 (二）技术方案 为达到上述目的，本技术提供了一种压力温度可调的气体放电等离子体发生 装置，该装置包括： 为气体放电提供不同压力和温度的气体环境的圆筒形的压力气罐01，罐体顶端和 底端均安装有法兰盖； 安装于压力气罐顶端法兰盖上的安全阀02 ; 开在压力气罐侧壁的高压线入口 03和地线出口 09,高压线11通过高压线入口 03 接入压力气罐中，地线10通过地线出口 09从压力气罐中引出； 对称设置于压力气罐侧壁的观察压力气罐内部放电现象的两个观察窗12 ; 开在压力气罐侧壁为各种传感器接入压力气罐中提供气密性良好通路的传感器 接口 13 ; 通过抽气和充气改变压力气罐内的空气压力的泵组14 ; 打开和关闭连接压力气罐与泵组之间通路的阀门15 ; 通过高压线11和地线10为等离子体放电件进行气体放电提供合适电压和频率的 交流电的等离子体激励器05 ; 连接于高压线将高压线的高电压衰减后供高速示波器或板卡07采集的电压探头 04 ； 连接于地线将地线中的电流放大后供高速示波器或板卡07采集的电流探头06 ; 采集并显示电压探头和电流探头传输的电信号的高速示波器或板卡07 : 储存和处理高速示波器或板卡07采集到的数据的电脑08。 上述方案中，所述压力气罐01采用的材料为碳钢，工作介质为空气，所承受压力 为绝对压力0-1. IMPa，所承受温度为10(TC，所述法兰盖采用螺栓与罐体固接。 上述方案中，所述地线10和高压线11连接于压力气罐内部的等离子体放电件的 电极。 上述方案中，从所述传感器接口 13接入的传感器及部件至少包括高精度气压表、 热电偶、照度计和加热片。所述高精度气压表的量程为绝对压力0-1. IMPa，精度为0. 4级， 长期使用温度不超过80°C ;所述热电偶为铠装热电偶，量程为0-500°C。 上述方案中，所述等离子体激励器05由可产生高压高频电的标准波形交流电源 及控制产生的交流电幅值的控制器构成。 上述方案中，所述电压探头04、电流探头06与高速示波器或板卡07配合使用。 上述方案中，所述电脑08具有配置较高的处理器、较大的内存以及较大的存储 量，以适合海量数据的高速处理运算。其中，所述配置较高的处理器至少为Intel公司的酷 睿i7四核处理器，所述较大的内存至少为8G，所述较大的存储量至少为1T。 (三）有益效果 从上述技术方案可以看出，本技术具有以下有益效果： 1、本技术提供的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，能够为气体放 电提供不同压力和不同温度的气体环境，从而可以为等离子体研究和材料表面处理等提供 实验平台。 2、本技术提供的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，在高压线和地 线与金属压力气罐的连接处采用了聚四氟乙烯套筒+法兰盖的结构，能够有效防止高压 击穿和爬电的现象发生，增加了安全性。 3、本技术提供的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，集成了高速示 波器或板卡与电脑组合的采集系统，能够实时观测和处理实验数据。 【附图说明】 图1为依照本技术实施例的压力温度可调的气体放电等离子发生装置的组 成简图。 【具体实施方式】 为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并 参照附图，对本技术进一步详细说明。需要说明的是，本技术提供的具体参数值无 需严格遵守，而是在可接受的误差容限或设计约束内近似于所述值。 如图1所示，图1为依照本技术实施例的压力温度可调的气体放电等离子发 生装置的组成简图，该压力温度可调的气体放电等离子体发生装置包括圆筒形的压力气罐 01、安装于压力气罐顶端法兰盖上的安全阀02、开在压力气罐侧壁的高压线入口 03和地线 出口 09、对称设置于压力气罐侧壁的两个观察窗12、开在压力气罐侧壁的传感器接口 13、 泵组14、阀门15、连接于高压线11和地线10的等离子体激励器05、连接于高压线的电压探 头04、连接于地线的电流探头06、高速示波器或板卡07和电脑08,其中： 圆筒形的压力气罐01能够耐压耐温，用于为气体放电提供不同压力和温度的气 体环境，罐体顶端和底端均安装有法兰盖，法兰盖采用螺栓与罐体固接。安装于压力气罐顶 端法兰盖上的安全阀02用于防止充压过高而产生危险，当超过压力气罐所能够承受的最 高压力时自动开启放气。高压线11通过高压线入口 03接入压力气罐中，地线10通过地线 出口 09从压力气罐中引出，地线10和高压线11连接于压力气罐内部的等离子体放电件的 电极。对称设置于压力气罐侧壁的两个观察窗12用于观察压力气罐内部的放电现象。开 在压力气罐侧壁的传感器接口 13用于为各种传感器接入压力气罐中提供气密性良好的通 路。泵组14用于通过抽气和充气改变压力气罐内的空气压力，阀门15用于打开和关闭连 接压力气罐与泵组之间的通路。等离子体激励器05用于为等离子体放电件进行气体放电 提供合适电压和频率的交流电。等离子体激励器05由可以产生高压高频电的标准波形交 流电源及其控制器构成，控制器用于控制产生的交流电的频率和幅值。连接于高压线的电 压探头04用于将高压线的高电压衰减后供高速示波器或板卡07采集。连接于地线的电流 探头06用于将地线中的电流放大后供高速示波器或板卡07采集。高速示波器或板卡07 用于采集并显示电压探头和电流探头传输的电信号，电脑08本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，其特征在于，该装置包括： 为气体放电提供不同压力和温度的气体环境的圆筒形的压力气罐(01)，罐体顶端和底端均安装有法兰盖； 安装于压力气罐顶端法兰盖上的安全阀(02)； 开在压力气罐侧壁的高压线入口(03)和地线出口(09)，高压线(11)通过高压线入口(03)接入压力气罐中，地线(10)通过地线出口(09)从压力气罐中引出； 对称设置于压力气罐侧壁的观察压力气罐内部放电现象的两个观察窗(12)； 开在压力气罐侧壁为各种传感器接入压力气罐中提供气密性良好通路的传感器接口(13)； 通过抽气和充气改变压力气罐内的空气压力的泵组(14)； 打开和关闭连接压力气罐与泵组之间通路的阀门(15)； 通过高压线(11)和地线(10)为等离子体放电件进行气体放电提供合适电压和频率的交流电的等离子体激励器(05)； 连接于高压线将高压线的高电压衰减后供高速示波器或板卡(07)采集的电压探头(04)； 连接于地线将地线中的电流放大后供高速示波器或板卡(07)采集的电流探头(06)； 采集并显示电压探头和电流探头传输的电信号的高速示波器或板卡(07)： 储存和处理高速示波器或板卡(07)采集到的数据的电脑(08)。...
【技术特征摘要】
1. 一种压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，其特征在于，该装置包括： 为气体放电提供不同压力和温度的气体环境的圆筒形的压力气罐（01)，罐体顶端和底 端均安装有法兰盖； 安装于压力气罐顶端法兰盖上的安全阀（02); 开在压力气罐侧壁的高压线入口（03)和地线出口（09)，高压线（11)通过高压线入口 (03) 接入压力气罐中，地线（10)通过地线出口（09)从压力气罐中引出； 对称设置于压力气罐侧壁的观察压力气罐内部放电现象的两个观察窗（12); 开在压力气罐侧壁为各种传感器接入压力气罐中提供气密性良好通路的传感器接口 (13)； 通过抽气和充气改变压力气罐内的空气压力的泵组（14); 打开和关闭连接压力气罐与泵组之间通路的阀门（15); 通过高压线（11)和地线（10)为等离子体放电件进行气体放电提供合适电压和频率的 交流电的等离子体激励器（05); 连接于高压线将高压线的高电压衰减后供高速示波器或板卡（07)采集的电压探头 (04) ； 连接于地线将地线中的电流放大后供高速示波器或板卡（07)采集的电流探头（06); 采集并显示电压探头和电流探头传输的电信号的高速示波器或板卡（07): 储存和处理高速示波器或板卡（07)采集到的数据的电脑（08)。2. 根据权利要求1所述的压力温度可调的气体放电等离子体发生装置，其特征在 于，所述压力气罐（01)采用的材料为碳钢，工作...
【专利技术属性】
技术研发人员：李帆，张文强，林峰，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：北京;11
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