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专利号: 2023110787351
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 其他类目不包含的电技术
更新日期:2026-01-27
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述系统由微波发生与传输系统、微波功率测量系统、表面波发生器、不规则放电管和供气系统组成;

所述微波发生与传输系统包括依次连接的微波功率源(1)、环形器(2)、双向定向耦合器(3)和三销钉调配器(4),它们之间可直接连接或者通过波导管连接,微波功率源的功率输出方式为脉冲调制;

所述微波功率测量系统是利用同轴线将微波功率计(5)与双向定向耦合器(3)的正向和反向耦合端口连接,分别测量入射功率和反射功率;

所述表面波发生器为波导型的Surfaguide等离子体发生器(6),其一端通过波导管连接或者直接连接三销钉调配器(4),另一端设置可移动的金属挡板,挡板与端面保持平行且尺寸大小相等,挡板位置可由手动或者步进电机进行调节,使其能够移动至耦合孔与末端之间的任意位置;

所述不规则放电管(7)包括锥直形管和分叉形管的组合,该组合是指分叉形管的分支管采用相同尺寸的锥直形管结构,所述分叉形管是指放电管的一端分叉为N个分支管,放电管的另一端为圆柱形且长度较长,其穿过表面波发生器的耦合孔,其中N≥2;

所述供气系统(8)主要由气源、气体减压阀、质量流量控制器、气体混合器以及连通气路的气管组成,通入放电管的圆柱形且长度较长的一端。

2.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述微波功率源的频率范围为2.4~2.5GHz。

3.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述脉冲调制的频率为1kHz以上,脉冲占空比为20%以上,瞬时微波功率为1kW以上。

4.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述放电管的材质为无极性陶瓷。

5.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述锥直形管的圆柱形一端的内径为d其中,l

6.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述分叉形管的两个相邻分支管之间的夹角θ相等,每个分支管与放电管的夹角φ相等,每个分叉管的长度、内径和壁厚均相等,分支管分叉后是对称的,保证产生等离子体射流的放电特性相同;

其中,φ≥90°,θ=360°/N。

7.如权利要求6所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述放电特性包括射流形貌、电子密度和温度以及气体温度。

8.如权利要求1所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述供气系统所提供的气体为惰性气体、碳氟类气体和氧气的混合气体,其中碳氟类气体和氧气之和的体积比小于1%。

9.如权利要求8所述的一种基于不规则放电管的大气压表面波等离子体系统,其特征在于,所述碳氟类气体包括四氟化碳或六氟化硫。