一种大面积空间均匀等离子体发生器及发生方法技术

公开一种大面积空间均匀等离子体发生器，包括高压电源、正极导线、负极导线。正极导线和负极导线均为栅格结构，正极导线与负极导线的栅格结构相互交叉，整体构成经纬相交的网状结构，必须保证交叉点是均匀分布的。当高压电源输出高压时，在正极导线和负极导线形成的网格交叉点附近形成高场强区域；受电场力作用，空气中的部分分子发生电离，产生等离子体；由于整个等离子体发生器中存在着大量的正负极导线交叉点，而每一个交叉点都产生等离子体，因此能够在整个电极平面内产生均匀分布的等离子体。本发明专利技术用于解决杀菌消毒、材料改性、污废水处理等具体领域的工业应用中等离子体产生效率低、处理面积小、处理效果空间不均匀的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种大面积空间均匀等离子体发生器及发生方法
本专利技术涉及等离子体发生器领域，具体涉及一种大面积空间均匀等离子体发生器及发生方法。
技术介绍
等离子体是区别于固体、液体和气体的物质第四态，由离子、电子和各类活性粒子构成，在污废水处理、杀菌消毒、材料改性和航空航天领域有着广泛的应用。为了在常温常压下产生等离子体，必须通过强电场将空气分子电离。这一电离装置即为等离子体发生器。根据放电电极结构的不同，典型的等离子体发生器的结构构型包括条状电极对平板的介质阻挡放电、电极针对平板的电晕放电和两个耐高温圆柱电极的电弧放电等。以上方式产生的等离子体均集中于电极的尖端或者边缘，很难实现空间均匀分布。这在一定程度上限制了工业应用中等离子体的处理面积和处理效率。此外，由于放电在空间上极为集中，等离子体区域发热严重，电极和绝缘材料的老化速度很快。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供一种大面积空间均匀等离子体发生器，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中正极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的一条或两条导线，垂直方向上相邻导线之间间距相等，导线长度也相等，且其上、下端分别齐平，构成栅格结构；一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的上端，并且/或者，另一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的下端，正极导线与高压电源正极相连；负极导线为平面导线，包括沿水平方向平行排布的多条导线和沿垂直方向平行排布的一条或两条导线，水平方向上相邻导线之间间距相等，水平方向上多条导线长度也相等，且其左、右端分别齐平，构成栅格结构；一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的左端，并且/或者，另一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的右端，负极导线与高压电源负极相连；正极导线与负极导线的栅格结构错位贴合在一起，相互交叉，整体构成经纬相交的网状结构，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。本专利技术还提供一种大面积空间均匀等离子体发生器，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中正极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的多条导线构成的网状结构，网状结构的每个栅格都是等大小的正方形，正极导线与高压电源正极相连；负极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的多条导线构成的网状结构，网状结构的每个栅格结构都是与正极导线栅格等大小的正方形，负极导线与高压电源负极相连；正极导线和负极导线错位贴合在一起，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。在本专利技术的一个实施例中，正极导线为平面导线，包括由菱形栅格构成的网状结构，每个菱形栅格都是等大小的，正极导线与高压电源正极相连；负极导线为平面导线，包括由菱形栅格构成的网状结构，每个菱形栅格都是与正极导线菱形栅格等大小的，负极导线与高压电源负极相连；正极导线和负极导线错位贴合在一起，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；因此，正极导线的栅格的各边与负极导线的栅格的各边分别相互平行；正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。本专利技术又提供一种大面积空间均匀等离子体发生器，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中栅格导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的一条或两条导线，垂直方向上相邻导线之间间距相等，导线长度也相等，且其上、下端分别齐平，构成栅格结构；一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的上端，并且/或者，另一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的下端；网状导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的多条导线构成的网状结构，网状结构的每个栅格都是等大小的正方形；栅格导线和网状导线其中之一与高压电源正极相连，成为正极导线；另一个与高压电源负极相连，成为负极导线；正极导线和负极导线错位贴合在一起，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。此外，还提供一种大面积空间均匀等离子体发生器，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中正极导线、负极导线均为平面形状，二者的形状要保证正极导线、负极导线的所有交叉点分布均匀，以此来调控等离子体产生的空间均匀度。在本专利技术的一个具体实施例中，上述大面积空间均匀等离子体发生器，正极导线、负极导线使用柔性的导线网结构，能够适应复杂模型外表的情况。另外，利用上述大面积空间均匀等离子体发生器，本专利技术提供一种大面积空间均匀等离子体发生方法，具体过程如下：当高压电源输出高压时，在正极导线和负极导线形成的网格交叉点附近形成高场强区域；受电场力作用，空气中的部分分子发生电离，产生等离子体；由于整个等离子体发生器中存在着大量的正负极导线交叉点，而每一个交叉点都产生等离子体，因此能够在整个电极平面内产生均匀分布的等离子体。上述大面积空间均匀等离子体发生器用于进行杀菌消毒、污水处理、材料改性。本专利技术提供一种大面积空间均匀的等离子体发生器及相应的等离子体发生方法，解决杀菌消毒、材料改性、污废水处理等具体领域的工业应用中等离子体产生效率低、处理面积小、处理效果空间不均匀的缺点。此外，相比于传统工业应用中局部高密度等离子体的产生方式，本专利技术还能降低绝缘材料和电极材料的烧蚀和老化速率，提升等离子体发生装置的使用寿命，降低等离子体装置的运营和维护成本。附图说明图1示出横竖交叉电极形式的等离子体发生器；图2示出耐高压电缆的基本结构；图3示出错位网状电极形式的等离子体发生器；图4示出平行时正极导线加网状负极导线实现方案；图5示出发生器中高压电源的典型波形。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。如图1所示，本专利技术一种大面积空间均匀等离子体发生器的第一实施例主要由高压电源和正极导线、负极导线构成，正极导线、负极导线均为平面导线。其中，正极导线包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的两条导线，垂直方向上相邻导线之间间距相等，导线长度也相等，且其上、下端分别齐平，构成栅格结构；一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的上端，另一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的下端，正极导线与高压电源正极相连。负极导线包括沿水平方向平行排布的多条导线和沿垂直方向平行排布的两条导线，水平方向上相邻导线之间间距相等，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大面积空间均匀等离子体发生器，其特征在于，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中/n正极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的一条或两条导线，垂直方向上相邻导线之间间距相等，导线长度也相等，且其上、下端分别齐平，构成栅格结构；一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的上端，并且/或者，另一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的下端，正极导线与高压电源正极相连；/n负极导线为平面导线，包括沿水平方向平行排布的多条导线和沿垂直方向平行排布的一条或两条导线，水平方向上相邻导线之间间距相等，水平方向上多条导线长度也相等，且其左、右端分别齐平，构成栅格结构；一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的左端，并且/或者，另一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的右端，负极导线与高压电源负极相连；/n正极导线与负极导线的栅格结构错位贴合在一起，相互交叉，整体构成经纬相交的网状结构，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；/n正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。/n

【技术特征摘要】
1.一种大面积空间均匀等离子体发生器，其特征在于，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中
正极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的一条或两条导线，垂直方向上相邻导线之间间距相等，导线长度也相等，且其上、下端分别齐平，构成栅格结构；一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的上端，并且/或者，另一条水平方向导线连接所有垂直方向导线的下端，正极导线与高压电源正极相连；
负极导线为平面导线，包括沿水平方向平行排布的多条导线和沿垂直方向平行排布的一条或两条导线，水平方向上相邻导线之间间距相等，水平方向上多条导线长度也相等，且其左、右端分别齐平，构成栅格结构；一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的左端，并且/或者，另一条垂直方向导线连接所有水平方向导线的右端，负极导线与高压电源负极相连；
正极导线与负极导线的栅格结构错位贴合在一起，相互交叉，整体构成经纬相交的网状结构，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；
正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。


2.一种大面积空间均匀等离子体发生器，其特征在于，包括高压电源、正极导线、负极导线；其中
正极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的多条导线构成的网状结构，网状结构的每个栅格都是等大小的正方形，正极导线与高压电源正极相连；
负极导线为平面导线，包括沿垂直方向平行排布的多条导线和沿水平方向平行排布的多条导线构成的网状结构，网状结构的每个栅格结构都是与正极导线栅格等大小的正方形，负极导线与高压电源负极相连；
正极导线和负极导线错位贴合在一起，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；
正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。


3.如权利要求2所述的一种大面积空间均匀等离子体发生器，其特征在于，正极导线为平面导线，包括由菱形栅格构成的网状结构，每个菱形栅格都是等大小的，正极导线与高压电源正极相连；
负极导线为平面导线，包括由菱形栅格构成的网状结构，每个菱形栅格都是与正极导线菱形栅格等大小的，负极导线与高压电源负极相连；
正极导线和负极导线错位贴合在一起，必须保证正极导线与负极导线的所有交叉点是均匀分布的；因此，正极导线的栅格的各边与负极导线的栅格的各边分别相互平行；
正极和负极导线中的至少一个采用耐高压电缆，耐高压电缆是在金属导电芯的外部裹有一层耐高压的绝缘材料，防止正负极交叉位置处被高压击穿。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴云，宗豪华，朱益飞，卞栋梁，张志波，宋慧敏，贾敏，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61