介质阻挡放电功率测量及各参量变化规律

介质阻挡放电工作原理
介质阻挡放电是一种高压电场下的放电现象，其工作原理可以分
为以下几个步骤：
1. 电场作用下的电子加速：在高电压电极的作用下，电子会受
到电场的加速作用，从而获得能量，速度逐渐增加。

2. 离子化：当电子速度增加到一定程度时，它们会与气体原子
或分子碰撞，使其失去一个或多个电子，产生正离子和自由电子。

这
个过程称为离子化。

3. 自由电子的碰撞电离：自由电子会继续与气体分子碰撞，进
一步逐渐增加离子化的程度，使得正离子和自由电子的数量不断增加。

4. 电压峰值达到阻挡层击穿电压：当电场的电压峰值逐渐增加，最终会达到阻挡层的击穿电压。

此时，在阻挡层内会形成一个高强度
的电场引起"诱导电流"。

5. 放电：当电场的电压峰值达到阻挡层击穿电压时，电子和正
离子会被大量产生并猛烈碰撞，从而在该区域内产生放电现象。

放电
同时产生的光，声，热，电磁场等现象可以被检测到。

6. 放电结束：当放电过程中的能量耗尽，或者阻挡层内的介质
不能继续支持大电流和高电压时，放电过程即结束。

板电极电晕-介质阻挡放电特性研究第40卷第4期2010年4月中圈缔孽敢求六誊辱旅JOURNALOFUNIVERSJTYOFSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINAV o1.40,No.4Apr.2010文章编号:0253—2778(2010)04—0369～05单针一板电极电晕一介质阻挡放电特性研究何贤俊,周志鹏,倪卫洁,俞希,夏维东(1.中国科学技术大学热科学与能源工程系,安徽合肥230027;2.上海电力学院电力工程及其自动化专业,上海200090)摘要:研究以玻璃纤维为填充介质的单针一板电极的电晕一介质阻挡放电特性,测量了放电电压,电流波形,计算了放电功率,比较了有,无玻璃纤维填充时放电电流的差别及放电功率随放电间隙距离,电容电流,放电电压的变化关系,分析了填充介质对针一板电极的电晕一介质阻挡放电特性的影响.研究结果表明:大气压条件下纯空气间隙与有玻璃纤维介质填充时的针一板电极的电晕介质阻挡放电相比:①后者的放电的起始电压更低,放电功率更大;②后者连续放电电流显着减小,而放电脉冲数量和脉冲电流幅值显着增加;③后者负电晕放电有非常明显的放电脉冲,而前者则主要表现为连续的放电电流.关键词:电晕一介质阻挡放电;单针一平板电极;填充介质;放电电流中图分类号:O461文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.0253—2778.2010.04.007Researchesondischargecharacteristicsofneedle'-to''plateCDBDHEXianjun.ZHOUZhipeng,NIWeijie,YUXi,XIAWeidong(1.DP"rtmentofThermalScienceandEnergyEngineering,UniversityoJ,ScienceandTechn ologyoJChina,Hefei230027,China;2.ElectricPouvrEngineeringandItsAutomation,ShanghaiUniversityoJElectricPower,Sh anghai200090,China)Abstract:Thecharacteristicsofsingleneedle-to—planecorona—dielectricbarrierdischarge(needleto—plateCDBD)withglassfiberaspackingdielectricwereinvestigated.Dischargevoltageandcurren twaveformsweremeasuredandthedischargepowerwascalculated.Thedischargecurrentswithandwith outglassfiberfilledbetweenelectrodeswerecompared,andtherelationshipsbetweendischargepowe randgasgapdistance.capacitivecurrent,dischargevoltagewereanalyzed.Theinfluenceofglassfiberasp ackingdielectriconthecharacteristicsofsingleneedle—to—planecorona-dielectricbarrierdischargewerestudiedparingthecorona—dielectricdischargesobservedinairandinamediumfilledwithg1assfiberasPackingdielectric,itwasfoundthat:①thelatterhaslessonsetdischargevoltageandgreaterdischargepower;②continuousdischargecurrentofthelatterdecreasesobviouslywhiledischarge pulsenumberandtheircurrentamplitudeincreasesignificantly;③unlikethemorecontinuouscurrentsintheformer,thereismorepulsedischargeduringnegativevoltageontheneedleelectrodeinthel atter.Keywords:corona—dielectricbarrierdischarge;dischargecurrentsingleneedle——to——planeelectrode;packingdielectric;收稿日期:20090401;修回日期:2009—05—15基金项目:中国高技术研究发展(863)计划(2o07AAo5z1O5),国家自然科学基金(NSFC50876101)资助.作者简介:何贤俊,男,1982年生,硕士生.研究方向:低温等离子体应用.Email:**************.edu.crl通讯作者:夏维东,博士/教授.Email:**************.en370中国科学技术大学第4O卷O引言j'压低温等离子体在臭氧产生,材料处理,V()C(volatileorganiccompounds,挥发性有机化合物)气体处理等方面有着广泛的应用[一,介质阻挡放电和电晕放电是产生低温等离子体的两种有效手段.介质阻挡放电(DBD)在常压下能产生大量高能活性粒子促进化学反应的进行l4.],电子密度大,但是起始放电电压较高,或者放电空间小;电晕放电空问大¨8.,放电电压低,但放电功率小,产生的电子密度低.如果将合适的电晕放电与DBD结合起来,在电晕放电空间内插入绝缘介质而形成电晕一介质阻挡放电ll,可降低起始放电电压,提高电子浓度,增加放电空间,有更大的应用意义.为了提高等离子体诱发化学反应的效率,在电晕一介质阻挡放电的等离子体放电区域内填充催化剂1].当催化剂为绝缘介质时,由于介电常数的改变和介质对电荷的捕获作用等因素,会引起放电特性的显着变化.本文研究了在单针一板电极放电空间填充玻璃纤维时电晕一介质阻挡放电的放电特性.1实验装置实验装置及电气接线如图1所示.电极为单针一板状结构,针尖曲率半径为0.2mm,针尖电极端部至板电极的距离为8～14mm,平板电极为黄铜,在板电极上覆盖厚度为3mm的玻璃介质;从针尖到玻璃介质填充玻璃纤维介质,该介质是蓬松的,透气性很好,在针尖到玻璃介质表面能够形成气体通道;l针板电极放电装置(a为铜板接地电极,b为玻璃介质,c为玻璃纤维) 2电容分压器,1000:13CTP2000K高频交流电源4取样电阻5On5滤波电容f—l000pF图1实验装置及电气接线图Fig.1Schematicoftheexperimentalsetup针尖电极接电源高压端,平板电极接地.电源采用南京苏曼电子有限公司生产的CTP一2000K低温等离子体实验电源,最高电压为30kV,频率范围为1O～30kHz,使用TektronixTDS2014带宽为100MHz数字示波器采集电流和电压波形,进入计算机后做进一步处理.实验是在敞开的空气环境下进行的.2实验结果及讨论2.1放电电流波形分析图2为典型的单针一板电极电晕一介质阻挡放电的电压,电流波形.比较电流与电压波形的相位可知,电流中的容性电流分量占主要成分.为了更方便地分析放电电流分量,需分离出容性电流和放电电流.以测量电压为参考相位,计算所得容性电流分量(图2中标记●的连线)与总电流的基波基本吻合.因此,可以忽略电容的非线性的影响[131t].将容性电流从总电流去除后的放电电流波形见图2中曲线a.peakvoltage10.0kV,一10rilm,withGF(glassfiber)图2典型单针一板电极电晕-介质阻挡放电的电压电流波形Fig.2V oltageandcurrentwaveformsofsingleneedle-to'platecorona-dielectricbarrierdischarge图3为典型电极间有,无玻璃纤维填充时单针一板电极的电晕一介质阻挡放电的放电电流波形比较.放电间距为10mm,电源频率为20kHz.图中,曲线a,b放电电压相同,曲线b,c电容电流相同,曲线a,C对应有玻璃纤维介质填充情况.下面从放电电流的脉冲性和连续特性分析填充介质对电晕一介质阻挡放电的影响.从曲线b可以看出,没有玻璃纤维作为填充介质时,负向放电(针尖为负高压)时没有明显的脉冲放电电流,正向放电(针尖为正高压)有明显的放电脉冲,这与很多文献的结果是一致的;曲线a,c显第4期单针一板电极电晕一介质阻挡放电特性研究371 /—一兰…\1…0一t—,dl一I_bL—～【0llJl—h～丑1■'j.J.I一h.;l】】|_JLLLjn一l_一5『…_l1～'r『r.IL一_-…'一u_一}.～一I:J.i'-60-40-2002040f/us一10mm,frequency20kHz(a)peakvoltage10.0kV,withglassfiber;(b)peakvoltage10.0kV,capacitivecurrent7.36mA,withoutglassfiber;(c)capacitivecurrent7.36mA,withglassfiber图3电流电压波形图Fig.3V oltageandcurrentwaveforms示,在有玻璃纤维作为填充介质的时候,正负双向都有非常明显的放电电流脉冲,只是放电脉冲在正,负向略呈现不对称性,正向放电脉冲电流幅值和数量都多于负向.比较图3中曲线a(或c)与b,有玻璃纤维填充时,正,负向放电的脉冲数目和幅值都远多于无玻璃纤维填充的空气间隙.将曲线a,b做进一步放大得到图4,可以看到:空气间隙的正,负向放电有明显的连续放电电流,文献[13]称之为伪连续电流;而有玻璃纤维填充时,正,负向放电都没有明显的连续电流.由于测量电流的5OQ电阻并联1个1000pF电容,故连续的电流部分可能包括小的正电晕脉冲(针尖附近小范围的放电)或负电晕的Trichel脉冲.b/voltage/-50-40-30—20一l00t/gsO(a)withglassfiber;(b)withoutglassfiber图4有玻璃纤维与没有玻璃纤维时的放电电流Fig.4Dischargecurrentpulsewaveforms在纯空气间隙,负向放电的连续电流主要为负电晕辉光或Trichel脉冲,而正向放电电流的连续部分主要表现为正电晕辉光或正电晕脉冲.脉冲电流则为长流注或贯穿间隙的流注放电.实验时用肉眼能观察到从针尖到玻璃板的贯通放电通道.而此时的放电电流波形只有正向有放电脉冲,因此可以判断此流注乃『向放电流注.正向放电容易形成击穿的原因是:负电晕放电产生的空间负电荷(电子) 迅速向阳极针尖漂移,与上升的电源电压产生的电场叠加,使空间电场上升加快,容易产生正电晕脉流注,同时空间的电子也促进正向流注的发展,从而形成较长的放电流注或贯穿针一板空气间隙的击穿流注.当降低电源频率时,放电脉冲减弱可以进一步证明以上推论.由于介质阻挡层的存在,贯穿针一板空气问隙的击穿流注放电没有进一步转变成火花放电.负向放电没有随着反向电压的上升而进一步形成长的或贯穿空气间隙的流注放电通道,而是维持在电晕辉光或Trichel脉冲放电状态的原因是:负向电压上升时,产生的电子迅速向阳极漂移,或与在正向放电过程中形成的空问分布的正电荷复合,或在远离针尖处分布,屏蔽了外加电压增加引起的针尖附近空间电场的增加,从而维持稳定负电晕辉光或Triche1.脉冲放电.能够形成这种现象与电源频率,放电装置的结构尺寸都有关系.在针一板空气间隙填充玻璃纤维介质时,一方面玻璃纤维介电常数大于空气,增强了空气中场强的分布,特别是针尖附近,另一方面玻璃纤维上捕获的电荷或对空间电荷迁移的阻挡,在电源反向时加强了针电极附近的电场,因此起始放电电压明显低于没有玻璃纤维时的起始放电电压.在本实验中,有玻璃纤维时的放电起始电压为5.6kV.没有玻璃纤维时为9.8kV.为了消除填充玻璃纤维(玻璃纤维介电常数e,s>￡.)引起的空间场强增加的影响,也以相同容性电流比较有,无玻璃纤维填充时的放电特性(图3曲线b,C,两者电极间隙相同).假设填充的玻璃纤维不改变场强分布形态,则可以认为电容电流相同时, 对应的场强相同.从图3曲线b,C可以看出:有玻璃纤维时的放电电流脉冲的数量和幅值(曲线c)比没有玻璃纤维(曲线b)时要多,并且正负向都有非常明显的放电脉冲.有玻璃纤维填充时放电脉冲增加的一个可能原因是,由于玻璃纤维本身尺寸很小(直径为0.1mm),在其互相接触的表面形成电场畸变,从而促进放电流注的发展,易形成脉冲放电.一A1/vuI\,u0驾;0372中国科学技术大学第40卷voltage/kV(a)dischargepowerchangeswithvoltage(V/d)/(kV'lnnl)(b)dischargepowerchangeswithUId图5不同放电间隙距离下的放电功率Fig.5Effectofgasgapdistanceondischargepower2.2放电功率采用去除电容电流后的放电电流J(￡),用下式计算放电功率:P一㈩m(1)图5(a)为玻璃纤维填充的针一板电极电晕一介质阻挡放电的功率随电压的变化曲线.从图中可以看出,在相同的放电距离下,放电功率随放电电压的变化趋势是一致的;在相同的放电电压下,放电问隙距离越小,放电功率越大.在相同的放电电压下,放电距离为8iTlIn时的放电功率最大,放电距离为14ITI1TI时放电功率最小.这是因为在外加电场一定时,随着放电距离的增大,同时放电的起始电压也将提高,因此气隙中的放电减弱,测得的放电功率也将降低.虽然相同电压下放电间隙距离最小时的放电功率最大,但是反应器的空间利用效率并不是最大,即单位空间反应器的放电功率并不是最高的.图5(b)为放电功率随U/d的变化曲线,可以看出,放电间隙距离越大时,单位空间的反应器功率越大,在相同的U/ 下,放电问隙距离为14mm时功率最大.因此要提高反应器的利用效率,必须在较大距离下放电,才能使单位空问反应器的功率变大.图6为放电距离为1OITI1TI时,有,无玻璃纤维填充时放电功率随电容电流的变化曲线,从图中可以看出,在相同的电容电流下,即在相同的电场强度下,有玻璃纤维时的放电功率比没有玻璃纤维时的放电功率要大.这是因为当放电空间填有玻璃纤维时,形成流注放电的起始电压会降低,因此在相同的放电条件下,有玻璃纤维时的放电功率要比没有玻璃纤维时的放电功率要高.当电容电流增大的时候, 图6有,无玻璃纤维时放电功率随电容电流的变化曲线(放电间距为10mm)Fig.6Effectofcapacitivecurrentondischargepower withandwithoutglassfiber(gasgapdistanceis10mm)气隙中的放电增强,因此,放电功率会随着放电电流的增大而增大.3结论(I)对于空气间隙,针板电晕诱导的介质阻挡放电电流包含脉冲电流和连续电流;放电电流正负周期呈现不对称性.正半周期主要表现为流注脉冲放电,而负半周期连续放电电流(电晕辉光)更强.(1I)有玻璃纤维为填充介质的时候,连续电晕电流有所减弱,流注脉冲放电得到了加强,放电功率明显增大.但是要提高单位空间反应器的功率,必须适当增加其放电间隙距离.(11I)当以玻璃纤维作为介质时,正负半周期都有很明显的放电脉冲,起始流注放电电压比没有玻第4期单针一板电极电晕一介质阻挡放电特性研究373 璃纤维作为介质时要低;当反应器两端电压一定的时候,放电功率随放电距离的增大而减小;固定放电距离,放电功率随着电容电流的增加而增大.参考文献(References)r1]KunhardtEE.Generationoflarge-volume, atmosphericpressure,nonequilibriumplasmas[J]. 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主要有三种：功率表法，电压电流积分法和李萨如图形法1）功率表法：一般接在升压变压器的低电压侧，测量结果包括了变压器的损耗，而且灵敏度不够，不能反应电流的脉冲特征。

虽然又很多缺点，但实现简单，因此仍是目前臭氧发生器领域功率测试的国家标准方法。

2）电压电流积分法：这种方法似乎没有什么问题，但是因为丝状放电中有大量的电流窄脉冲，测量准确度受到影响。

同时，该方法测量结果包括了介质电容和气隙电容上的无功功率，很难从测量结果中剔除。

3）李萨如图形法：这种方法上世纪70年代才有人采用，因为引入了测量电容将电流脉冲平滑化，所以一般说来准确度要高一些，同时测量结果中不包括介质电容的影响。

虽然如此，该方法也很有局限，（最大的局限就是一般只能应用到交流电压下的介质阻挡放电）介质阻挡放电就是交流电。

对于准确测量介质阻挡放电的功率，尤其是有功功率，目前尚无比较完美的方法。

辉光放电向丝状放电转化的原因一般情况下，介质阻挡辉光放电都是不能稳定的，经过一段时间后会转化为丝状放电。

辉光放电是一种很均匀的放电形式，但是一些干扰因素会影响局部区域的均匀性，从而触发辉光放电向丝状放电转化。

这些干扰因素包括：气体发热、等离子化学反应、电极表面效应、放电区域边缘处放电不均等。

电子在介质表面扩展是导致向丝状放电转化的直接原因。

假设某位置受到干扰导致放电不均，这必将引起该位置所对应的介质表面电荷沉积不均（假设沉积得多一些），于是，下半个周期该位置处就会提前放电。

由于电子在介质表面的扩展，该位置周围气隙上的电压会随着该位置提前放电而迅速降低，这就抑制了该位置周围区域的放电，这种作用（促进该位置处的放电、抑制其周围的放电）是一种正反馈过程，最终转化为丝状放电。

汤逊放电理论与流注放电理论简介（翻译自B.Elliason的综述文章）间隙击穿的机理有两种，一种是汤逊理论，另一种是流注理论。

二者适用范围不同，一般nd较小时，气体击穿是汤逊放电；nd较大就是流注放电。

双介质阻挡放电等离子体电源输出功率计算研究双介质阻挡放电等离子体电源是一种将气体与固体材料结合起来产生等离子体的电源装置。

该电源的输出功率是一个关键参数，它决定了等离子体产生的能量和强度，对于等离子体应用领域具有重要意义。

为了计算双介质阻挡放电等离子体电源的输出功率，我们需要考虑以下几个关键因素：1. 气体特性：气体的种类和压强对等离子体的形成和维持起着重要作用。

不同的气体具有不同的电离特性和能量传递机制。

因此，需要对气体的电离截面、电离能和电离系数等参数进行研究和测量，以便准确计算等离子体电源的输出功率。

2. 电源参数：电源参数包括电压、电流和频率等。

电压和电流的大小将直接影响到等离子体的形成和维持，从而影响输出功率的大小。

频率则与等离子体的稳定性和能量传递有关。

因此，需要准确测量和控制这些电源参数，以实现所需的输出功率。

3. 双介质阻挡放电装置结构：双介质阻挡放电装置的结构对等离子体电源的输出功率也有影响。

结构的设计应考虑电场分布、电极形状和材料选择等因素。

合理的结构设计可以提高电压的分布均匀性，增加等离子体的产生和维持效率，从而提高输出功率。

4. 温度控制：等离子体电源的输出功率还受到温度的影响。

温度过高会导致等离子体不稳定或阻塞，从而降低输出功率。

因此，需要对等离子体电源进行温度控制，以保持系统的稳定运行和输出功率的稳定性。

在计算双介质阻挡放电等离子体电源的输出功率时，可以通过建立等离子体电源的数学模型，并结合实验数据进行验证和校正。

通过对气体特性、电源参数、装置结构和温度控制等因素的综合分析和优化，可以最大限度地提高等离子体电源的输出功率，并实现对等离子体性质和行为的精确控制。

总而言之，双介质阻挡放电等离子体电源输出功率的计算研究需要综合考虑气体特性、电源参数、装置结构和温度控制等因素，并通过建立数学模型和实验验证来优化和提高输出功率。

这项研究对于等离子体应用领域的发展和应用具有重要意义。

介电阻挡放电实验报告介电阻挡放电实验是在模拟介电介质阻挡过程中，在一定条件下对其进行放电评价。

由于介电介质的介电损耗不相等，所以其放电方式也是不一样的。

当施加一定电压时，由于介电介质体积大小的不同，放电方式也有所差异。

在实际工作中，如果某一介质存在介电常数很小、导电性很强等缺陷时，就会产生大范围的介电阻隔放电现象；而如果某一介质存在介电常数很大等缺陷时，就会产生较小的介电常数较大、导电性较强等缺陷的放电现象。

下面分别介绍一下：介电阻挡放电实验的原理及方法。

通过图1可知：通过将导线（导体）连接成有金属环状结构之后，当电流通过环状结构时，就会产生电场；当电流通过绝缘体时会产生电场；当电流通过绝缘体后则会产生反向磁场而使电流方向改变，这样便产生强磁场和弱磁场两种电磁干扰形式。

当直流电压通过环状结构时（即在环状的导线内）发生高频交流相互作用，即产生高频交流电场和低频交流电波；而直流电压从电波向电磁波方向传播时则产生感应电磁波等效于直流电的电磁现象。

1、实验准备实验所需的仪器及材料有：(1)电源线：用绝缘手套等物将整个电线绝缘。

(2)导线：直径约为20 cm,长度约为20 m,用一根粗铜丝编织成环状导体。

(3)导电剂：用铜丝编成环状导体后用聚四氟乙烯针头进行试管样测量，并根据测量结果确定是否需要更换绝缘材料。

(4)绝缘材料：用绝缘手套等物将所需的绝缘材料按要求制成合适规格的导体。

(5)电源线：用铜丝编成环状导体后用绝缘手套等物将所需部分导线绞好。

(6)介质：首先根据本实验对环状导线进行筛选。

选择一条符合本实验要求的环状金属导线作为试验介质。

(7)实验仪器设备：使用由西门子公司生产的 SIEMENS公司生产的电源线（经测试电压不小于20 kV)作为试验电压源。

2、实验过程首先，准备一块长方体电阻器，与绝缘体的连接处有多根电线，可在电阻器上分别加一个电阻。

当电阻器向绝缘体两端施加直流电压时，电阻器上的电线会通过三根电阻器与绝缘体之间产生较大电流；当电阻器向绝缘体两端施加直流电压时则会产生较小幅值和很大范围的放电现象。

介质阻挡放电自持放电
介质阻挡放电和自持放电是两种不同的放电现象。

介质阻挡放电是指在两个不同电势的导体之间（通常在绝缘材料的表面上），存在有电势差时，通过绝缘材料上的微小缺陷（如气泡、不纯物质）发生的放电现象。

这种放电通常是暂时性的，放电电弧会在很短的时间内消失。

自持放电则是指在特定的环境和条件下，如在气体或液体中，存在强电场或高电压下，发生的持续性放电现象。

这种放电可以在一定程度上维持和自我支持，不需要外部电源来维持放电。

这两种放电现象的原理和机制不同，介质阻挡放电主要是由于绝缘材料表面的微小缺陷导致局部电场强度增加，从而形成放电电弧；而自持放电则是由于在强电场的作用下，电子和离子通过气体或液体中的碰撞和电离过程产生，并形成持续的放电现象。

介质阻挡放电和自持放电的应用范围和影响也有所不同。

介质阻挡放电通常是一种不期望的现象，因为它可能导致设备故障、绝缘材料的老化和损坏等问题；而自持放电则有一些特定的应用，如气体放电管、闪光灯、气体放电激光器等高压电子器件，以及等离子体物理研究中的等离子体发生器等。

一、实验目的1. 了解介质阻挡放电（DBD）的基本原理和特性；2. 掌握介质阻挡放电实验装置的搭建和操作方法；3. 研究不同工作气体、电极材料和电源频率对介质阻挡放电的影响；4. 分析介质阻挡放电产生的等离子体参数，如电子密度、气体温度等。

二、实验原理介质阻挡放电是一种非平衡态气体放电，其基本原理是在两个电极之间插入一层绝缘介质，当施加足够高的电压时，电极间的气体会被击穿而产生放电。

放电过程中，气体分子在电场作用下发生电离和复合，形成等离子体。

三、实验装置1. 介质阻挡放电实验装置：包括两个电极、绝缘介质、高压电源、电流电压表、气体流量计等；2. 实验气体：空气、氮气、氩气等；3. 电极材料：不锈钢、铝、铜等；4. 电源频率：50Hz、100kHz、1MHz等。

四、实验步骤1. 搭建实验装置，确保电极、绝缘介质、高压电源等部件连接正确；2. 选择实验气体，调节气体流量；3. 设置电源频率，调整电压；4. 观察放电现象，记录电流、电压数据；5. 改变实验条件（如工作气体、电极材料、电源频率等），重复实验步骤；6. 分析实验数据，得出结论。

五、实验结果与分析1. 不同工作气体对介质阻挡放电的影响实验结果表明，在相同条件下，空气的放电效果最好，其次是氮气和氩气。

这是因为空气中的氧气和氮气分子在电场作用下更容易发生电离和复合，从而产生更多的等离子体。

2. 不同电极材料对介质阻挡放电的影响实验结果表明，不锈钢电极的放电效果较好，其次是铝和铜。

这是因为不锈钢具有较高的电阻率和耐腐蚀性，有利于产生均匀的等离子体。

3. 不同电源频率对介质阻挡放电的影响实验结果表明，在相同条件下，100kHz的电源频率放电效果最佳，其次是50Hz和1MHz。

这是因为100kHz的电源频率有利于产生稳定的等离子体，降低气体温度，提高等离子体的质量。

4. 等离子体参数分析通过实验数据，可以计算出等离子体的电子密度和气体温度。

实验结果表明，等离子体的电子密度和气体温度随着电压的升高而增加，但受电源频率和工作气体的影响较大。

大气压沿面介质阻挡放电的发射光谱诊断本文对大气压沿面介质阻挡放电进行了发射光谱研究。

测定了Ar放电、N2／Ar放电、O2／Ar放电及O2／N2／Ar放电的电子激发温度、分子振动温度和气体温度,并对O2／Ar放电和O2／N2／Ar放电中O原子浓度的优化进行了定性分析。

在Ar放电中,利用玻尔兹曼图法拟合了Ar原子的激发温度,并考察了激发温度随气体流量和输入电压的变化规律,发现激发温度随输入电压的增加而增加,但随气体流量的变化规律不明显；Ar中的少量水蒸气通过放电产生了OH谱线,本文利用拟合OHA态转动温度的方法考察了Ar放电的气体温度随放电条件的变化趋势,结果显示,在我们所考察的条件范围内,Ar放电的气体温度大约为450 K,基本不受气体流量和输入电压的影响。

在N2／Ar放电中,着重考察了放电气体中N2含量对等离子体的影响,选取N2C3∏u—B3∏g的四个顺序带组(Δv=-1,Δv=-2,Δv=-3,Δv=-4)拟合了N2 C态的振动温度。

发现在Ar中加入约1%的N2就会使Ar谱线强度大幅降低而N2谱线强度大幅增加；随着N2含量由0.1%增加至5%,Ar的电子激发温度从约4400 K增加至约6000 K,而N2 C态的振动温度由约2300 K下降至约1800 K。

在02／Ar放电和02／N2／Ar放电中着重对O原子浓度的优化进行了讨论。

利用O原子和Ar原子的谱线强度比I844.6／I750.4研究了O原子浓度随O2含量的变化趋势,结果发现,在两种放电体系中O2含量为气体总流量的0.15%左右时,O原子浓度达到最大值,O2流量继续加大时,O原子浓度缓慢下降。

此外,还研究了O2／Ar放电和O2／N2／Ar放电中Ar原子激发温度随输入电压的变化规律,激发温度均随输入电压的增加而增加。

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