CN117295220A - 一种低温等离子发生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种低温等离子发生装置包括云母介质、高压电极和接地电极；高压电极为内嵌于云母介质中的内嵌式高压电极；接地电极为嵌入介质一侧的嵌入式接地电极；该低温等离子发生装置设有多个放电分区；内嵌式高压电极由多个高压电极分片构成，各高压电极分片之间间隔空缺连接；内嵌式高压电极还设置有伸出云母介质的第一引出端。解决了电极与介质表面间隙不一致的问题，保证了电场强度的一致性。电场在整个离子发生器表面形成均匀分布的电晕暗放电，从而大幅提高了整体放电效果，增强了产品的一致性。且适用于异型结构，不具有危险性，可以应用在民用消毒类电子产品的领域。
Description
技术领域
本发明涉及介质阻挡放电领域，具体是涉及一种低温等离子发生装置。
背景技术
近年来，等离子体广泛应用于杀菌消毒、半导体制造、物质材料表面清理与改良等诸多领域。
等离子体发生器(p l asma generator)是用人工方法获得等离子体的装置。目前市面上的低温等离子发生装置，其工作原理大体相同，均采用DBD介质阻挡放电的方式。DBD介质阻挡放电实际上就是通过在空气介质中加入具有高绝缘性能的介质(比如玻璃、陶瓷、搪瓷等)，通过这些高绝缘性能的介质阻断了空气介质被直接击穿，从而形成了具有特殊效果的可控的放电方式。
基于DBD介质阻挡放电的原理，介质起到了决定性的作用。目前市面上电极与介质之间多采用平面贴合的处理方式，这样的加工方法导致电极与介质间的间隙无法得到精确控制，产品间介质常数无法确保一致，使电场强度的一致性很难得到保证。同时现有技术都是采用片层式金属电极，且电极间没有明确的对应关系，产生电场的随机性很大，影响产品的稳定性。
发明内容
本发明的目的是提供一种低温等离子发生装置，具有稳定的电场，放电位置可控。
为了实现上述目的，本发明提供的一种低温等离子发生装置包括云母介质、高压电极和接地电极；高压电极为内嵌于云母介质中的内嵌式高压电极；接地电极为嵌入介质一侧的嵌入式接地电极；该低温等离子发生装置设有多个放电分区；内嵌式高压电极由多个高压电极分片构成，各高压电极分片之间间隔空缺连接；内嵌式高压电极还设置有伸出云母介质的第一引出端。
由上述方案可见，本发明的介质为云母介质，云母的介电常数高，加工方便，云母还可以随意弯曲，做到很薄，适用于异型结构，同时较薄介质加上采用较低电压可以实现稳定的暗放电区域，产生的臭氧极少且不会电离空气中的氮气分子，不会产生有害的氮氧化合物，使得体积可以做的更小巧，而且可以应用在民用消费类电子产品领域。本发明的高压电极是完全埋入云母介质中的，使得整个装置的安全性大大提高，即使不小心触摸到发生装置，也不具有危险性。本发明将接地电极直接熔接嵌入云母介质的表面，彻底解决了电极与介质表面间隙不一致的问题，保证了电场强度的一致性。本发明还设置有放电分区，通过在内嵌高压电极设置高压电极分片与其他结构相配合实现放电区域可控稳定。
进一步的方案是，高压电极分片上均设置有多个放电孔，放电孔遍及整个高压电极分片。
进一步的方案是，高压电极分片为六边形结构，放电孔为六边形通孔。
进一步的方案是，嵌入式接地电极为网状结构，嵌入式接地电极还设有空缺，在沿长度方向上，网状结构与空缺交替排列；嵌入式接地电极还设置有伸出云母介质的第二引出端。
进一步的方案是，网状结构为蜂窝状结构。
进一步的方案是，一个放电分区由一个高压电极分片、与一个所述高压电极分片相对应的蜂窝状结构、目标云母介质构成，其中，放电分区的目标云母介质位于该放电分区的高压电极分片和蜂窝状结构中间。
由上述方案可见，本发明设有放电分区，嵌入式接地电极采用了明显的分区引导方式，精准对准了高压电极上的放电孔位，两个电极之间有着精准的对应关系，将整个放电体的电场做了分流、引导和集聚，使得电场在整个离子发生器表面形成均匀分布的电晕暗放电，从而大幅提高了整体放电效果，增强了产品的一致性。同时电极采用六边形结构，较其他结构相比，六边形结构可以最大程度的保证电场的均匀性，接地电极的蜂窝结构还可以使震荡电路产生的纹波均匀分散，不易产生谐振，从而避免产生啸叫。
进一步的方案是，第一引出端与第二引出端设置在云母介质的低温等离子发生装置的同一端。
进一步的方案是，第一引出端与第二引出端位于低温等离子发生装置的第一端；低温等离子发生装置还包括端头，端头的数量为两个，两个端头分别位于低温等离子发生装置的第一端和第二端，第二端与第一端相对；其中一个端头将第一引出端与所述第二引出端包裹在内；另一端头包裹未含有放电分区的边缘云母介质。
由上述方案可见，本发明通过在两端的端头使整个工作单元固定并密封引出端，以满足耐压及耐腐蚀的安全性要求。
进一步的方案是，嵌入式接地电极的数量为两个，嵌入式接地电极分别嵌入云母介质的两侧。
由上述方案可见，本发明的电极是两个接地电极加上一个高压电极，这样的结构使得放电区域扩大一倍，且工作区间在发生装置的外表面，适用范围更广。
进一步的方案是，嵌入式接地电极与内嵌式高压电极采用的材质均为不锈钢。
由上述方案可见，选用不锈钢具有耐腐蚀性，且成本低，使用寿命长，更适合作为电极的材料。
附图说明
图1是本发明的一种低温等离子发生装置无端头的仰视图。
图2是图1A-A向的剖视图。
图3是图1B-B向的剖视图。
图4是本发明的一种低温等离子发生装置的嵌入式接地电极结构图。
图5是本发明的一种低温等离子发生装置的内嵌式高压电极结构图。
图6是图5的局部放大图。
图7是本发明的一种低温等离子发生装置与电压装置连接图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1至图7，本实施例提供的低温等离子发生装置包括云母介质12，还包括熔接于云母介质12表面的嵌入式接地电极11和内嵌于云母介质12中的内嵌式高压电极13。嵌入式接地电极11的数目为两个，分别嵌入云母介质12的两侧。嵌入式接地电极11为网状结构113，还设置有空缺112，在沿嵌入式接地电极11长度方向上，网状结构113与空缺112交替排列，网状结构113为蜂窝状结构。嵌入式接地电极11还设置有第二引出端111。内嵌式高压电极13分为十二个高压电极分片132构成，各高压电极分片132间间隔空缺连接。高压电极分片132为六边形结构，上面设置有遍及整个高压电极分片的六边形放电孔1321。内嵌式高压电极13还设置有第一引出端131。低温等离子发生装置设置有十二个放电分区14，一个放电分区14由一个高压电极分片132、与一个高压电极分片相对应的蜂窝状结构、目标云母介质构成，其中，目标云母介质位于该放电分区14的高压电极分片132和蜂窝状结构中间。嵌入式接地电极11和内嵌式高压电极13均采用不锈钢制得。
本实施例的低温等离子发生装置设有放电分区14，嵌入式接地电极11采用了明显的分区引导方式，精准对准了内嵌式高压电极13上的放电孔位1321，两个电极之间有着精准的对应关系，将整个放电体的电场做了分流、引导和集聚，使得电场在整个离子发生器表面形成均匀分布的电晕暗放电，从而大幅提高了整体放电效果，增强了产品的一致性。同时电极均采用六边形结构，较其他结构相比，六边形结构可以最大程度的保证电场的均匀性，嵌入式接地电极11的蜂窝结构还可以使震荡电路产生的纹波均匀分散，不易产生谐振，从而避免产生啸叫。
云母介质12介电常数高，加工方便，云母还可以随意弯曲，做到很薄，适用于异型结构，同时较薄介质加上采用较低电压可以实现稳定的暗放电区域，产生的臭氧极少且不会电离空气中的氮气分子，不会产生有害的氮氧化合物。本实施例的高压电极是完全埋入云母介质中的，使得整个装置的安全性大大提高，即使不小心触摸到发生装置，也不具有危险性。
本实施例的低温等离子发生装置除主体工作单元1外还包括两个端头2，端头2由塑胶端头上盖21和塑胶端头底盒22构成。第一引出端131与第二引出端111位于低温等离子发生装置的第一端；两个端头2分别位于低温等离子发生装置的第一端和第二端，第二端与第一端相对；其中一个端头2将第一引出端121与第二引出端111包裹在内；另一端头2包裹未含有放电分区14的边缘云母介质12。本实施例先将两个嵌入式接地电极11通过第二引出端111互相焊接在一起，然后通过焊接连接接地极引线3直接联通至交流高压驱动器5的接地端；内嵌式高压电极13通过第一引出端131焊接连接高压极引线4直接联通至交流高压驱动器5的高压输出端；通过在两端的塑胶端头底盒22和塑胶端头上盖21之间填入并固化硅胶将整个工作单元固定并密封引出端连接处，以满足耐压及耐腐蚀的安全性要求。
本实施例中的交流高压驱动器5还包括输入引线6，交流高压驱动器5为12V(或5V)直流输入，通过震荡电路产生出正弦波形的高频交流输出，其高压输出可以根据需要在500～1500V之间进行调整，通常情况下将其控制在1000V以内，额定电流一般在100MA～250MA之间，额定功率低于3W。
以上实施例，只是本发明的较优实例，并非限制本发明实施范围，故凡依本发明专利范围的结构、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明的申请范围内。
Claims (10)
1.一种低温等离子发生装置，其特征在于，包括：
云母介质、高压电极和接地电极；所述高压电极为内嵌于所述云母介质中的内嵌式高压电极；所述接地电极为嵌入介质一侧的嵌入式接地电极；
该低温等离子发生装置设有多个放电分区；所述内嵌式高压电极由多个高压电极分片构成，各所述高压电极分片之间间隔空缺连接；所述内嵌式高压电极还设置有伸出所述云母介质的第一引出端。
2.如权利要求1所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述高压电极分片上均设置有多个放电孔，所述放电孔遍及整个所述高压电极分片。
3.如权利要求2所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述高压电极分片为六边形结构；所述放电孔为六边形通孔。
4.如权利要求1所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述嵌入式接地电极为网状结构，所述嵌入式接地电极还设有空缺，在所述嵌入式接地电极的长度方向上，所述网状结构与所述空缺交替排列；所述嵌入式接地电极还设置有伸出所述云母介质的第二引出端。
5.如权利要求4所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述网状结构为蜂窝状结构。
6.如权利要求1至5任一项所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
一个所述放电分区由一个所述高压电极分片、与一个所述高压电极分片相对应的所述蜂窝状结构、目标云母介质构成，其中，所述放电分区的所述目标云母介质位于该放电分区的所述高压电极分片和所述蜂窝状结构中间。
7.如权利要求1至5任一项所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述第一引出端与所述第二引出端设置在所述云母介质的低温等离子发生装置的同一端。
8.如权利要求7所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述第一引出端与所述第二引出端位于所述低温等离子发生装置的第一端；
所述低温等离子发生装置还包括端头，所述端头的数量为两个，两个所述端头分别位于所述低温等离子发生装置的第一端和第二端，所述第二端与所述第一端相对；
其中一个所述端头将所述第一引出端与所述第二引出端包裹在内；另一所述端头包裹未含有所述放电分区的边缘所述云母介质。
9.如权利要求1所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述嵌入式接地电极的数量为两个，所述嵌入式接地电极分别嵌入所述云母介质的两侧。
10.如权利要求1所述的一种低温等离子发生装置，其特征在于：
所述嵌入式接地电极与所述内嵌式高压电极采用的材质均为不锈钢。
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