介质阻挡放电过程中相关参量的变化(1)

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第30卷第2期大连海事大学学报vO1．30．NO．22004年5月JournalofDalianMaritimeUniversityMay，2004文章编号：1006—7736(2004)02—0068—04介质阻挡放电过程中相关参量的变化吴晓东，周建刚，张芝涛，董克兵，赵艳辉(1．大连海事大学环境科学与工程学院，辽宁大连116026；2．大连大学物理系，辽宁大连116622)摘要：在大气压、氮气条件下，对DBD相关放电参量随激励电压和激励频率的变化情况以及结构因素对DBD放电参量的影响作了实验研究．结果表明：当

2、放电只发生在间隙局部时，电介质层等效电容、间隙等效电容和等效电场强度在不同频率时在数值上相差很大；当放电充满整个间隙时，各等效放电参量在相同激励频率下基本保持在一定值附近．能量密度随激励电压的增加而线性增加，随频率的增大而增大．各放电参量与电介质层放置的位置无关，与放电间隙宽度的变化密切相关．关键词：介质阻挡放电；放电参量；等效电容；等效电场强度；功率密度中图分类号：053文献标识码：A程度放电功率密度ID。反映DBD单位面积上消0引言耗的功率，其单位为W／cm，它是反映DBD整体介质阻挡放电(DielectricBarrierDischarge，运行状态的重

3、要指标J．DBD)中的微放电是DBD等离子体的主要特本文通过实验的方法，对介质阻挡放电过程性．它并不是孤立存在的，相邻微放电之间还中，相关放电参量的变化情况以及结构因素对要相互影响，从而表现出DBD的集体效应．表征DBD等效参量的影响作了初步研究．对我们更好DBD集体效应的参量有放电间隙等效电容c、地推动DBD等离子体在工业领域及科学研究中电介质层等效电容C、放电间隙等效电场强度的应用，具有重大的理论意义及实用价值．E、放电功率密度ID等．根据介质阻挡放电装置的物理结构，介质阻1实验系统挡放电实际上是由放电电极、电介质层、放电问隙大气压窄间隙DBD放电特性实验

4、系统如图构成的有损耗电容器，可以看做放电间隙等效电容C与电介质层等效电容C的串联．而对于不1所示．气源1、流量计3、压力计4、DBD装置5、同的结构、不同的放电条件来说，c与c也是不激励电源6组成了DBD等离子体发生系统；相同的，因此可以用C与C反映DBD整体放CCD数码相机15、计算机14、示波器12、13、电流电状态．同样我们也可以通过实验获得C两端传感器、电压分压器、测量电容7、静电电压表9的电压，即放电间隙等效电压，从而得出放电组成了测量诊断系统．其中，测量强电离放电参量间隙等效电场强度E．由于气体密度7／几乎恒采用Q3一V型静电电压表9、DS一860

5、8A型数字定，所以E的大小决定了放电间隙电子的电离存储示波器12、13等仪器仪表．实验中采用的气收稿日期：2003—08—22．基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(60031001)作者简介：吴晓东(1980一)，男，辽宁铁岭人，研究生．维普资讯http://www.cqvip.com第2期吴晓东．等：介质阻挡放电过程中相关参量的变化源除特别说明外均为瓶装工业氮气时．放电充满整个放电空间，此时随着激励电压的增加+c基本不发生变化当激励频率小于4kHz时，c。值在41～45rLD]m之间．当激励频率大于6kHz时，c值在35～40nF。之问，当激励电压增加到

6、3．0kv上时，C．的范围减少到38～40nF：．相近频率之间数值相差不大图IDBD等离子体形貌演变过程实验系统r■一a0i2介质阻挡放电过程中相关参量的变化【!_星J2．1DBD等效电容的变化DBD装置的放电间隙等效电容c。与电介质h介屡等效电容c并不是稳定不变的，随着放电装结质可之置结构与运行条件的变化，c与C、也会发生一圈3双电介质层结构DBD等效电窖C的变化定的变化2．2DBD放电间隙等效电场强度的变化图2为在双电介质层结构情况下，c随激励由于DBD的放电间隙宽度一定且在一个大电压与激励频率变化的规律在激励频率I～气压条件下工作．因此放电间隙的电场强度

7、E20kHz范围内，当激励电压低于24kV时．c的变化是由DBD放电间隙等效电压V决定的随着激励电压的增加而降低，而此时DBD装置并在激励电压较小时【<2．4kV)，￡随激励电压的未工作在稳定状态徽放电只是发生在放电间隙增加而增加，随激励频率的增加而减小．当甄电介的局部区域且不稳定．当激励电压高于24kv质层结构DBD的激励电压大于2．4kV，E不随时，c随激励电压与激励频率的变化很小，其值激励电压的增加而增加，而是保持定值，但这一定在202nF／m．从放电形貌上看．此时微放电充值随着激励频率的增加而有微小的降低．在工作满整个放电空间频率为l～20kHz范围内

8、，稳定工作条件下双层一电容的变化规律与