大气压下介质阻挡等离子清洗机均匀放电是如何实现的？

大气压下介质阻挡等离子清洗机如何获得稳定的辉光放电，始终是一个困扰的问题，早期很容易过渡到电弧放电，难以实现在大气压气体下的均匀放电，1987年日本Kanazawa通过使用介质阻挡电极结构实现了大气压下介质阻挡均匀放电，究竟如何通过DBD抑制电弧以及实现均匀放电的呢？接下来为大家介绍：

1 DBD抑制电弧的原理

DBD抑制电弧的原理可以用下图1来说明：气隙击穿前，DBD相当于阻挡介质等效电谷Cm和气隙等效电容Cg串联；气隙击穿后，图中开关闭合，Cg并联上1个随时间变化的等离子体电阻R(t)。

显然，气隙上电压Vg可以用下式表示：

式中，Va和Vm分别是外加电压和阻挡介质上电压。当气隙击穿后，电流i迅速增大，阻挡介质上堆积的电荷及产生的电压随之迅速增大，导致气隙电压Vg急剧下降，放电熄灭，这也就阻碍了电弧的形成。当放电气隙中引入绝缘介质后，人们通常观察到了大量稍现即逝、此起彼伏、随机分布的放电细丝。

2 形成细丝模式的原因

导致这种细丝模式的原因是：阻挡介质的绝缘特性使得DBD实际上应该等效成如下图所示的电路，它由大量的局部微电路并联而成。各微电路所对应的气隙可以独立地放电且迅速熄灭，形成大量的时空随机分布的放电细丝。只有当整个气隙同步均匀放电，即各微电路中开关同时闭合，且R(t)相同时，DBD才能采用下图所示的等效电路。

3 介质阻挡DBD实验

DBD实验通常的参数为：大气压气体，气隙为0.1mm到几厘米。典型的阻挡介质材料有耐热玻璃、石英、陶瓷、有机薄膜、硅橡胶，其至还有电阻性阻挡介质。阻挡介质厚度为几微米至几毫米。根据上文提到气隙电压Vg的公式我们知道，阻挡介质可以被看成放电的“熄灭器”，即放电电流给阻挡介质充电，使气隙上电压迅速下降，导致放电熄灭。显然，若施加直流恒定电压，气隙中放电一次并熄灭后，因堆积在阻挡介质上的电荷没有消失，下一次放电难以发生。因此，DBD的外加电压通常为交变电压，其频率为50 Hz~10 MHz。

值得指出的是：除了交变电压源之外，也可以采用单极性的脉冲电压，但其电压幅值必须足够高，以致可以使阻挡介质上的最高充电电压大于气隙击穿电压。这样，在外加电压的下降沿，当外加电压降到足够低时，仅靠阻挡介质上残留电荷产生的电压，便可使气隙反向击穿，这消除了阻挡介质上的残留电荷，以便下一个外加电压脉冲到来时气隙再一次放电。

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