水蒸气添加对纳秒脉冲激励氩气DBD放电特性的影响

• 作者: 储海靖 刘峰 庄越 方志
• 来源期刊: 高电压技术
• 关键词: 纳秒脉冲 介质阻挡放电 水蒸气 放电特性 均匀性
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 高压放电与等离子体应用专题|Special Issue on Applications of High-voltage Discharge and Plasmas
• 页码范围: 885-893
• 页数: 9页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20201623

摘要

为了制备高能效、高活性且均匀稳定的大气压等离子体源,利用纳秒脉冲电源驱动氩气介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD),并添加H2O增强等离子体活性.通过电学及光学诊断方法,系统分析研究了H2O体积分数对放电特性的影响规律,并利用图像灰度标准差方法和等效电路模型方法,定量计算了放电均匀性和放电微观参量.结果表明,纳秒脉冲激励氩气DBD中H2O体积分数较低(0％～0.2％)时具有较好均匀性,当H2O体积分数升高后,其吸附电子引起空间电场畸变,产生明亮放电细丝导致放电均匀性降低,过量H2O添加会使放电熄灭;由于添加少量H2O 可促进等离子体中电离过程,传输电荷、放电平均功率及能量效率随着H2O 体积分数增加而增加,并在H2O 体积分数为0.1％时达到极大值,之后随着H2O 体积分数增加而减少.通过OH 和Ar激发态粒子发射光谱强度表征等离子体活性,发现当H2O体积分数达到0.1％时,OH和Ar谱线强度达到最大,Ar激发态粒子发射光谱强度比值表明电子能量随着H2O体积分数增加而升高,在H2O体积分数为0.1％时达到最大值,之后降低.