CN109195297A - 一种可精密调节的介质阻挡放电装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可精密调节的介质阻挡放电装置及方法，包括由上盖、腔体筒和底板之间围成的放电腔体，所述放电腔体内设置有两个放电电极，通过平移单元实现两个放电电极之间放电间隙的调整；上盖、腔体筒之间通过可拆卸的方式相连，实现上盖与腔体筒之间的固定连接及快速拆卸。上盖、腔体筒和底板之间可以牢固的连接在一起，进而围成封闭的放电腔体；上盖、腔体筒和底板之间又便于拆卸，以便于第一、第二电极的更换。通过电动缸可以驱动第一、第二电极之间距离的改变，且电动缸每动作一次，第一、第二电极之间的距离增大或减小0.5mm，调节精度高，可方便对气体放电进行研究。

Description

一种可精密调节的介质阻挡放电装置及方法

技术领域

本公开涉及高电压与气体放电技术领域，特别是涉及一种可精密调节的介质阻挡放电装置及方法。

背景技术

介质阻挡放电可以在大气压下产生出低温等离子体，介质阻挡放电已在材料改性、等离子体显示、原子光谱等方面都获得了广泛应用，并已逐渐形成一个崭新的工业-等离子体工业。

目前的介质阻挡放电装置主要为一体式结构，其中用于放电试验的两个电极在更换时存在不方便更换的问题，这样就会导致一种介质阻挡放电装置只能进行一种属性的电极间的放电，当需要测试不同电极属性之间的放电产生的等离子体的情况无法进行有效的分析。

因此，亟需一种更为合适的介质阻挡放电装置，能够便于实现装置中电极的更换。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种可精密调节的介质阻挡放电装置，方便其中的放电电极的更换，用于实现在不同电极状态下使气体放电产生低温等离子体的研究。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

一种可精密调节的介质阻挡放电装置，包括由上盖、腔体筒和底板之间围成的放电腔体，所述放电腔体内设置有两个放电电极，通过平移单元实现两个放电电极之间放电间隙的调整；

上盖、腔体筒之间通过可拆卸的方式相连，实现上盖与腔体筒之间的固定连接及快速拆卸。

进一步的技术方案，所述上盖的上方设有驱动环，上盖的顶部设有安装环，在驱动环的底部设有与安装环配合的安装槽，安装环置于安装槽中以实现上盖与驱动环的转动连接。

更进一步的技术方案，驱动环的底部设有若干凹槽，凹槽内安装有固定板，在上盖的顶部设有若干个插孔，若干个插孔在同一圆周上分布，在上盖的顶部还设有若干个线孔，若干个线孔也在同一圆周上分布。

进一步的技术方案，所述腔体筒上部的外壁上固定有若干个锁止块，若干个锁止块在同一圆周上分布，所述锁止块的顶部固定有锁止杆，所述锁止杆的上部设有环槽，在锁止杆的顶部固定有锥形块；

线孔与插孔之间设有滑槽，滑槽内滑动安装有锁止销，滑槽内还固定有定位板，定位板与锁止销之间设有锁止弹簧，在锁止弹簧的作用下锁止销的作用端伸入插孔中；

线轮位于滑槽与线孔的交汇处，在固定板与锁止销之间设有拉线，拉线与线轮的外壁接触且拉线穿过定位板，自然状态下在锁止弹簧的作用下，锁止销伸入到锁止杆上的环槽中，锁止杆置于插孔中时，进而实现上盖与腔体筒的固定连接。

进一步的技术方案，驱动环与上盖之间设有扭簧，驱动环与上盖之间在扭簧的作用下相互错开后可以自行复位。

进一步的技术方案，驱动环位于初始位置时，拉线处于绷直状态但拉线上无拉力，旋转驱动环时，拉动拉线，进而使得锁止弹簧受压缩，与此同时锁止销在环槽中移动并逐渐从插孔中移出，直至锁止销与锁止杆分离后，将上盖从腔体筒上卸下。

进一步的技术方案，所述腔体筒的顶部与所述上盖之间设有密封圈，以保证将上盖扣在腔体筒上后的密封性。

进一步的技术方案，所述上盖的上表面设有进气口，所述底板上设有抽气口，上盖的上方设有绝缘套管，绝缘套管为陶瓷材质在绝缘套管的下端设有法兰，绝缘套管通过法兰与上盖固定连接，在绝缘套管的内侧设有接地头，用于接高压电，接地头的下端穿过上盖中心的圆孔后伸入放电腔体内，在接地头的下端固定有第一电极；

进一步的技术方案，在底板的底部固定有若干沿周向均匀设置的支撑杆，在底板上设有接地接头，平移单元为固定在底板的底部上的电动缸，在电动缸的活塞杆上固定有第二电极，接地接头与第二电极电连接，接地接头用于接地，第一、第二电极的轴线共线设置。

作为上盖与腔体筒之间为可拆卸方式连接的另一种技术方案，所述上盖与底板之间设有若干在同一圆周上均匀分布的螺杆，在螺杆的上端与下端分别设有螺母，上端螺母与上盖接触，下端螺母与底板接触，实现腔体筒与上盖、底板三者之间固定连接。

本公开的另一目的是提供了一种可精密调节的介质阻挡放电装置的方法，具体采用以下技术方案：

一种可精密调节的介质阻挡放电装置的方法，包括：

封闭进气口，通过抽气口抽取放电腔体内的部分空气，实现放电腔体内气压的变化，可实现大气压或低气压的气体放电；或通过抽气口将放电腔体抽真空，然后封闭抽气口，通过进气口向放电腔体内充入放电气体，在接线头上连接高压源，以实现冲入气体的放电；

拆卸上盖、腔体筒，更换第一、第二电极，实现不同属性第一电极、第二电极的放电；

通过电动缸控制活塞杆的伸缩，实现放电间隙的自动调节。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

本公开提供的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，结构简单、使用简单，可以将放电腔体内的空气抽出，又可以向放电腔体内充入放电气体；上盖、腔体筒和底板之间可以牢固的连接在一起，进而围成封闭的放电腔体；上盖、腔体筒和底板之间又便于拆卸，以便于第一、第二电极的更换。通过电动缸可以驱动第一、第二电极之间距离的改变，且电动缸每动作一次，第一、第二电极之间的距离增大或减小0.5mm，调节精度高，可方便对气体放电进行研究。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请一些实施例子的三维示意图；

图2为本申请一些实施例子的正面示意图；

图3为图2中本申请一些实施例子的A-A剖视图；

图4为本申请一些实施例子的仰视图；

图5为本申请一些实施例子上盖、腔体筒和底板的另一种连接示意图；

图6为图5本申请一些实施例子的剖视图；

图7为本申请一些实施例子的腔体筒的外形示意图；

图8为本申请一些实施例子的上盖的俯视示意图；

图9为图6中本申请一些实施例子A处局部放大示意图；

图中：1上盖，11进气口，12圆孔，13驱动环，131凹槽，132固定板，14安装环，15插孔，16线孔，17滑槽，2底板，21支撑杆，22接地接头，23抽气口，3腔体筒，31锁止块，32锁止杆，33环槽，34锥形块，4螺杆，5螺母，6绝缘套管，61法兰，62接线头，63第一电极，7电动缸，71活塞杆，72第二电极，8垫圈，9锁止销，91定位板，92锁止弹簧，93线轮，94拉线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请的一种典型的实施例子，公开了一种可精密调节的介质阻挡放电装置，如图1至图9所示，本公开主要包括上盖1、底板2、支撑杆21、接地接头22、腔体筒3、螺杆4、螺母5、绝缘套管6、第一电极63、接线头64、电动缸7、第二电极72和垫圈8，下面结合附图对本公开进行详细描述。

如图1至图4所示，上盖1和底板2均为圆形的板状结构，且上盖和底板均为亚克力材质。在上盖的上表面设有进气口11，进气口偏心设置，且进气口贯穿上盖的下表面形成通孔，进气口用于与进气泵连接。在底板上设有抽气口23，抽气口偏心设置，且抽气口贯穿底板。抽气口用于与抽气泵连接。

在上盖与底板之间设有腔体筒3，腔体筒3为亚克力材质，腔体筒的上端与上盖接触，腔体筒的下端与底板接触，为实现腔体筒与上盖、底板三者之间的固定连接，在上盖与底板之间设有若干在同一圆周上均匀分布的螺杆4，在螺杆的上端与下端分别设有螺母5，上端螺母与上盖接触，下端螺母与底板接触，这样通过若干螺杆和螺母实现上盖、腔体筒和底板之间的固定连接。上盖、腔体筒和底板之间形成放电腔体，为保证放电腔体良好的密封性，在上盖与腔体筒之间、腔体筒与底板之间分别设有橡胶材质的垫圈8。进气口、抽气口均与放电腔体连通，使用时通过进气口向放电腔体充入放电气体，通过抽气口将放电腔体抽真空。

在上盖的上方设有绝缘套管6，绝缘套管为陶瓷材质在绝缘套管的下端设有法兰61，绝缘套管通过法兰与上盖固定连接。法兰为铝合金材质，法兰与上盖之间可以螺纹连接，也可以粘接连接。在绝缘套管的内侧设有接地头62，接地头为铜材质，用于接高压电。接地头的下端穿过上盖中心的圆孔12后伸入放电腔体内，在接地头的下端固定有第一电极63，第一电极为铝质材料。

在底板的底部固定有若干沿周向均匀设置的亚克力材质的支撑杆21，支撑杆的设置用于实现对放电腔体的支撑，在底板上设有接地接头22。在底板的底部固定有电动缸7，在电动缸的活塞杆71上固定有第二电极72，第二电极也为铝制材料。接地接头与第二电极电连接，接地接头用于接地，进而使得第二电极实现接地。在电动缸的作用下，第二电极每次上下移动的距离为0.5mm。第一、第二电极的轴线共线设置，且第一电极与第二电极之间具有放电间隙，在放电间隙中产生等离子体。

在本申请的另一实施例子中，为方便第一、第二电极的更换，上盖、腔体筒和底板之间可以采取其它安装方式。如图5至图8所示，在上盖的上方设有驱动环13，在上盖的顶部设有安装环14，在驱动环的底部设有与安装环配合的安装槽，安装环置于安装槽中以实现上盖与驱动环的转动连接。在驱动环的底部设有四个凹槽131，在凹槽为圆形结构，在凹槽内螺纹安装有固定板132。在上盖的顶部设有四个插孔15，四个插孔在同一圆周上均匀分布。在上盖的顶部还设有四个线孔16，四个线孔也在同一圆周上均匀分布，且线孔所在的圆周半径大于插孔所在的圆周半径，四个线孔与四个插孔一一对应。

底板与腔体筒之间则采用固定连接的方式，并保证两者之间良好的密封性，腔体筒与上盖之间则采取可拆卸式的连接方式。在腔体筒上部的外壁上固定有四个锁止块31，四个锁止块在同一圆周上均匀分布。在锁止块的顶部固定有锁止杆32，在锁止杆的上部设有环槽33，环槽的设置使得锁止杆的上部外径小于锁止杆下部的外径。在锁止杆的顶部固定有锥形块34，锥形块为上端小、下端大的锥形结构，且锥形块的边棱上设有圆角。在线孔与插孔之间设有滑槽17，在滑槽内滑动安装有锁止销9，在滑槽内还固定有定位板91，在定位板与锁止销之间设有锁止弹簧92，在锁止弹簧的作用下锁止销的作用端伸入插孔中。线轮93位于滑槽与线孔的交汇处，在固定板与锁止销之间设有拉线94，拉线的上端与固定板固定连接，拉线的下端与锁止销固定连接，拉线与线轮的外壁接触且拉线穿过定位板。自然状态下在锁止弹簧的作用下，锁止销伸入到锁止杆上的环槽中，锁止杆置于插孔中时，进而实现上盖与腔体筒的固定连接。在驱动环与上盖之间设有扭簧，在扭簧的作用下驱动环与上盖之间相互错开后可以自行复位。且驱动环位于初始位置时，拉线处于绷直状态但拉线上无拉力。旋转驱动环时，可以拉动拉线，进而使得锁止弹簧受压缩，与此同时锁止销在环槽中移动并逐渐从插孔中移出，直至锁止销与锁止杆分离后，便可以将上盖从腔体筒上卸下。在腔体筒的顶部与上盖之间设有密封圈8，以保证将上盖扣在腔体筒上后的密封性。

相对于上盖、腔体筒与底板之间通过螺杆固定连接的方式而言，上盖与腔体筒之间的安装方式既可以快速的实现上盖与腔体筒之间的固定连接，又可以实现快速拆卸，以便于更换第一、第二电极，研究不同尺寸的第一、第二电极下的放电情况。

本申请的另一实施例子中公开了一种可精密调节的介质阻挡放电装置的使用方法，下面对本公开的使用方法进行描述：

封闭进气口，通过抽气口抽取放电腔体内的部分空气，可以实现放电腔体内气压的变化，可实现大气压或低气压的气体放电；也可以通过抽气口将放电腔体抽真空，然后封闭抽气口，通过进气口向放电腔体内充入放电气体(如氮气、氦气、氩气等)，以实现冲入气体的放电；

在接线头上连接高压源(如工频、射频、微波、脉冲电源等)；

改变第一、第二电极的材料、厚度、形状或尺寸，实现不同属性第一、第二电极的放电；

通过电动缸控制活塞杆的伸缩，实现放电间隙的自动调节和精准调节，以准确把握放电间隙对气体放电和产生的等离子体的影响。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，包括由上盖、腔体筒和底板之间围成的放电腔体，所述放电腔体内设置有两个放电电极，通过平移单元实现两个放电电极之间放电间隙的调整；

上盖、腔体筒之间通过可拆卸的方式相连，实现上盖与腔体筒之间的固定连接及快速拆卸。

2.如权利要求1所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，所述上盖的上方设有驱动环，上盖的顶部设有安装环，在驱动环的底部设有与安装环配合的安装槽，安装环置于安装槽中以实现上盖与驱动环的转动连接。

3.如权利要求2所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，驱动环的底部设有若干凹槽，凹槽内安装有固定板，在上盖的顶部设有若干个插孔，若干个插孔在同一圆周上分布，在上盖的顶部还设有若干个线孔，若干个线孔也在同一圆周上分布。

4.如权利要求1所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，所述腔体筒上部的外壁上固定有若干个锁止块，若干个锁止块在同一圆周上分布，所述锁止块的顶部固定有锁止杆，所述锁止杆的上部设有环槽，在锁止杆的顶部固定有锥形块；

线孔与插孔之间设有滑槽，滑槽内滑动安装有锁止销，滑槽内还固定有定位板，定位板与锁止销之间设有锁止弹簧，在锁止弹簧的作用下锁止销的作用端伸入插孔中；

线轮位于滑槽与线孔的交汇处，在固定板与锁止销之间设有拉线，拉线与线轮的外壁接触且拉线穿过定位板，自然状态下在锁止弹簧的作用下，锁止销伸入到锁止杆上的环槽中，锁止杆置于插孔中时，进而实现上盖与腔体筒的固定连接。

5.如权利要求2所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，驱动环与上盖之间设有扭簧，驱动环与上盖之间在扭簧的作用下相互错开后可以自行复位。

6.如权利要求2所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，驱动环位于初始位置时，拉线处于绷直状态但拉线上无拉力，旋转驱动环时，拉动拉线，进而使得锁止弹簧受压缩，与此同时锁止销在环槽中移动并逐渐从插孔中移出，直至锁止销与锁止杆分离后，将上盖从腔体筒上卸下。

7.如权利要求1所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，所述腔体筒的顶部与所述上盖之间设有密封圈，以保证将上盖扣在腔体筒上后的密封性。

8.如权利要求1所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，所述上盖的上表面设有进气口，所述底板上设有抽气口，上盖的上方设有绝缘套管，绝缘套管为陶瓷材质在绝缘套管的下端设有法兰，绝缘套管通过法兰与上盖固定连接，在绝缘套管的内侧设有接地头，用于接高压电，接地头的下端穿过上盖中心的圆孔后伸入放电腔体内，在接地头的下端固定有第一电极；

在底板的底部固定有若干沿周向均匀设置的支撑杆，在底板上设有接地接头，平移单元为固定在底板的底部上的电动缸，在电动缸的活塞杆上固定有第二电极，接地接头与第二电极电连接，接地接头用于接地，第一、第二电极的轴线共线设置。

9.如权利要求1所述的一种可精密调节的介质阻挡放电装置，其特征是，所述上盖与底板之间设有若干在同一圆周上均匀分布的螺杆，在螺杆的上端与下端分别设有螺母，上端螺母与上盖接触，下端螺母与底板接触，实现腔体筒与上盖、底板三者之间固定连接。

10.一种可精密调节的介质阻挡放电装置的方法，其特征是，包括：

封闭进气口，通过抽气口抽取放电腔体内的部分空气，实现放电腔体内气压的变化，可实现大气压或低气压的气体放电；或通过抽气口将放电腔体抽真空，然后封闭抽气口，通过进气口向放电腔体内充入放电气体，在接线头上连接高压源，以实现冲入气体的放电；

拆卸上盖、腔体筒，更换第一、第二电极，实现不同属性第一电极、第二电极的放电；

通过电动缸控制活塞杆的伸缩，实现放电间隙的自动调节。