一种等离子体射流系统及控制方法技术方案

技术编号:33634523 阅读:14 留言:0更新日期:2022-06-02 01:44
本发明专利技术提供一种等离子体射流系统及控制方法,通过外力作用可以弯曲转动柔性部,进而使柔性部内的流道发生弯曲,等离子体射流沿着流道的弯曲轨道传播,在传播路径上,等离子体射流还经过加速电场和引导磁场,通过磁引导、电加速的方法大幅减小等离子体射流中带电粒子在流道壁弯曲处的碰撞复合,同时增加了电子在放电空间的形成和电离效率,增加等离子体射流的放电强度,实现等离子体射流的弯曲传播;金属螺旋线圈通电后可发出热量,建立起一个可控的热场,建立温度梯度对照关系列表,根据温度传感器的实测温度值与预设温控值之间的大小关系,来控制向金属螺旋线圈输出的电源强度,进而改变流道所处的热场,实现对流道内等离子体射流的温度控制。离子体射流的温度控制。离子体射流的温度控制。

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体射流系统及控制方法


[0001]本专利技术属于等离子体
,尤其涉及一种等离子体射流系统及控制方法。

技术介绍

[0002]大气压冷等离子体射流是一种非平衡等离子体,电子温度高但气体温度保持在室温左右,富含大量高能电子、自由基等反应性物质,具有很强的物理、化学及生物学功能和活性。等离子体射流表面处理具有操作简单、无空间限制、无尺寸和形状限制等优点,近年来在材料表面改性、热敏生物材料处理、杀菌消毒、化学氧化、口腔治疗等领域展现出良好的应用前景。
[0003]目前大气压冷等离子体射流的产生方式通常是采用惰性气体或空气的高压放电方式,等离子体射流从喷管中射出,在大气环境中朝向工作区域定向传播,大部分活性物质传递至被处理物表面。但是在等离子体射流的传播及应用过程中,突显出几个问题。
[0004]第一是在很多应用场景中,例如物体的内表面处理、口腔治疗、牙齿美白等应用场景,需要控制等离子体射流的喷射角度,希望等离子体射流能实现多自由度的弯曲转动,来达到更方便、更合适、更全面有效的处理效果,但是目前的等离子体射流只能沿直线传播本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等离子体射流系统,其特征在于,包括等离子体发射模块和柔性控制模块,所述柔性控制模块与所述等离子体发射模块连接,所述等离子体发射模块被配置为产生具有第一极性的电激励信号、并向所述柔性控制模块提供等离子体射流;所述柔性控制模块包括流道、柔性部、电加速部和磁引导部,所述流道用于供所述等离子体射流传播,所述柔性部在外力作用下发生多自由度形变、且在撤销外力后不复原;所述电加速部被配置为接收至少一个具有第二极性的电加速信号、并至少在所述流道内形成加速电场,所述第一极性与所述第二极性相反,所述加速电场使所述等离子体射流在所述流道中加速流向所述流道的出口端;所述磁引导部用于至少在所述流道内形成引导磁场,所述引导磁场的磁场方向与所述等离子体射流传播方向同向。2.根据权利要求1所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,还包括第二电源模块,所述电加速部包括第一加速构件和第二加速构件,所述柔性部包括弯曲段和出口段,所述第一加速构件设于所述弯曲段,所述第二加速构件设于所述出口段,所述第二电源模块用于分别向所述第一加速构件和第二加速构件提供第一加速电信号和第二加速电信号。3.根据权利要求2所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述第一加速构件与所述等离子体发射模块之间的电位差大于其与所述第二加速构件之间的电位差。4.根据权利要求2所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述第一加速构件为环状的第一金属环片,所述第二加速构件为环状的第二金属环片,所述第一金属环片紧密贴合于所述弯曲段,所述第二金属环片紧密贴合于所述出口段。5.根据权利要求2所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述第一加速构件为第一金属薄膜,所述第二加速构件为第二金属薄膜,所述第一金属薄膜和第二金属薄膜通过溅射工艺附着在分别对应的弯曲段和出口段。6.根据权利要求2至5任一项所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述磁引导部包括金属螺旋线圈,所述金属螺旋线圈的两端分别与所述第二电源模块电连接,所述金属螺旋线圈缠绕在所述流道之外,所述金属螺旋线圈通电后形成所述引导磁场。7.根据权利要求6所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述金属螺旋线圈由通过溅射工艺形成的金属丝绕制而成。8.根据权利要求6所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,所述金属螺旋线圈在所述弯曲段绕制的线圈密度大于在所述出口段处的线圈密度。9.根据权利要求6所述的一种等离子体射流系统,其特征在于,还包括温度传感器和温控单元,所述温度传感器设于所述流道之外、并用于检测在所述金属螺旋线圈通电后所形成的热场中其所处检测位置的温度,所述温控单元分别与所述温度传感器和第二电源模块电连接,所述温控单元用于根据所述温度传感器的检测信号控制所述第二电源模块向所述金属螺旋线圈提供的电源强度。10.根据权利要求9所述的一种等离子体射流系统,...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐晗谢楷权磊李博
申请(专利权)人:西安电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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