大气压微波等离子体炬的仿真设计与实验

第22卷第2期强激光与粒子束Vo l.22,No.2 2010年2月H IGH POWER LASER AND PART ICLE BEAM S Feb,2010文章编号:1001-4322(2010)02-0315-04大气压微波等离子体炬的仿真设计与实验张庆,张贵新,王黎明,王淑敏(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)摘要:设计了一个低成本、高稳定性的基于BJ22矩形波导的微波等离子体炬源。

整个系统由1~10kW 主频2.45GH z的磁控管微波功率源、环形器、调谐器和微波反应腔体组成。

通过特殊设计的调谐装置,在气体喷嘴处产生高幅值的电场强度,使工作气体电离形成大气压开放式微波等离子体炬。

对影响电场强度的几个关键因素进行了仿真,得出各个参数对场强的影响规律;根据仿真参数设计了微波反应腔体,该系统可以在大气压下激发和维持开放的稳定氩气、氦气、氮气和空气等离子体炬。

对等离子体炬的基本特性和基本参数进行了研究,验证了设计参数的正确性,讨论了其可扩展性及潜在的工业应用。

关键词:微波等离子体炬;矩形波导;大气压;开放式运行中图分类号:O531文献标志码:A doi:10.3788/H PL PB20102202.0315等离子体以其特有的物理和化学特性被广泛应用到纳米材料合成、材料表面处理和杀菌等工业领域[1-5]。

用微波电磁能量产生等离子体相比电极放电,不存在电极的蒸发污染问题,等离子体的生成空间不受电极间隙的限制,而且产生的等离子体和能量源分离,可以实现大气压开放式等离子体,不需要放电管[6]。

这些优势使得微波等离子体在工业应用中越来越广泛。

微波等离子体炬是一种很重要的等离子体发生形式。

目前的发生装置以易电离的惰性气体为工作气体,产生的等离子体炬体积较小,效率较低[7]。

本文设计了一个低成本、高稳定性的基于BJ22矩形波导的微波等离子体炬源,不仅可以产生大气压开放式稳定的氩气、氦气等离子体炬,也可以使难以电离的氮气和空气电离形成等离子体炬,而且体积比较大,性能稳定,微波能量利用率高,可扩展性好。

微波等离子体用于汽车点火的仿真及研究霍娜;张贵新;张锋;刘永喜;张庆【摘要】The feasibility of microwave plasma employed in auto ignition was demonstrated by simulation design and experiments. The simulation design was implemented using the software of ＂computer simulation technology＂（CST） for a 3-D microwave electromagnetic field. The simulation design shows that when the cylinder piston gets to the top dead centre （TDC）, the electric field in the cylinder is stronger than elsewhere and the ignition is generated, with the electric field weakening and the ignition quickly snuffing out with fast TDC deviation. Based on linear distribution of the cylinder, the simulation design imitates the situation of existing four cylinder ignition. The network analyzer tests show that the microwave transfer rate is the largest only in a certain scale with the piston alternating position. The microwave source transfers energy to the linear waveguide with a cylinder through the microwave transmission system. Only in a certain scale range, the electric field in the cylinder is strong enough to generate plasma with auto ignition then produced in the cylinder.%用仿真及实验，论证了微波等离子体用于汽车点火的可行性。

大气压下大功率等离子体炬的数值模拟
罗杰;何煜
【期刊名称】《核技术》
【年(卷),期】1999(022)008
【摘要】主要研究直流等离子体炬的数值模拟方法,通过求解等离子体弧柱区域的能量守恒、动量守恒、质量守恒及电流连续性方程,得到不同边界条件下温度、速度、电流密度分布.计算了大气压下200A自由氩弧的温度分布、电势和电流分布,并与实验数据及现有的理论计算进行了比较,得到了较好的结果.在此基础上结合本实验室5000A大功率等离子体炬,讨论了有阴极喷口存在下的弧柱部分的数值计算,以及能量守恒方程中辐射项、焦耳热项的影响,及电弧最高温度与弧长的关系.【总页数】6页(P488-493)
【作者】罗杰;何煜
【作者单位】复旦大学近代物理研究所,上海,200433;复旦大学近代物理研究所,上海,200433
【正文语种】中文
【中图分类】O24
【相关文献】
1.等离子体物理学——大气压下氦／氮射频放电冷等离子体特性 [J], 王华博
2.大功率长寿命电弧等离子体炬的研制 [J], 冯晓珍;尹猷钧;程昌明;李裔红;张传成;张开武;郝宏光;彭建飞
3.大功率等离子体炬电源的研究 [J], 夏长远;舒兴胜;孟月东;沈洁
4.PLC在大功率等离子体炬控制中的应用 [J], 王念春
5.大功率等离子体炬钨肺阴极的研究 [J], 夏维东;万树德
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大气压等离子体方法我折腾了好久大气压等离子体方法，总算找到点门道。

说实话，刚开始接触大气压等离子体的时候，我完全是一头雾水。

我就知道这是个很高大上的东西，但是具体怎么操作，完全不明白。

我一开始也是瞎摸索，各种找资料，网上的、图书馆的书里的，只要是和等离子体有关的，我都拿来研究。

我最早尝试按照一些很简单的实验装置搭建去做。

那时候我以为只要把那些仪器按照图上的连接起来就好了，就像搭积木一样嘛。

我找来了电源，还有处理气体的装置，就开始组装。

可是呢，一开电源就出问题了，完全没有产生我想要的大气压等离子体。

我当时真是沮丧极了，也不知道问题出在哪。

后来我就一直研究那个电路图，经过很久才发现原来是我在连接电极的时候犯了个超级低级的错误。

就像你本来要把水管接好让水流过去，结果你有一根水管根本就没接上，那水肯定流不过去啊。

这电极没接对，等离子体当然产生不了啊。

后来我就谨慎多了。

在做下一次尝试的时候，我把每一个连接的部分都检查好多遍。

我还看了好多其他人做的实验记录，发现气体流量和通入的气体种类都很关键。

我先用氩气试，这就好比先找个熟悉的路走走看。

调整气体流量的时候，就像是在小心翼翼地拧水龙头，一点一点地试，到底多大的流量最合适。

不过这时候新的问题又出现了，就算有等离子体产生了，它的稳定性却不好。

我当时就很苦恼，这又要怎么解决呢？我突然想到我在研究资料的时候看到过，可以加个磁场来稳定等离子体。

于是我又开始捣鼓加磁场的装置。

这个可费劲了，因为磁场的强度大小和方向都要调整到合适的程度，而且磁场发生器和之前的装置要配合得很好。

我就像个在黑暗里摸索的人，只能一点点地调整，每调一次就看看等离子体的稳定性有没有变好。

经过这么长时间的折腾，我有几点心得。

首先，每一个小的部分都不能马虎，像连接、气体流量这些基础的部分必须做到准确和稳定。

其次，多参考别人的经验和实验确实很有帮助，有时候可以让你少走很多弯路。

再有，遇到问题不要慌，就一点点排查。

872020年第4期 安全与电磁兼容基金项目：国家重点研发计划子任务（ 2016YFB1200602-37）引言等离子体是物质六态中的第四态，以其独有的物理和化学特性被广泛运用到纳米颗粒制备、材料表面处理以及杀菌等工业领域[1-7]。

科研人员通常利用实验室气体激发人工等离子体[8]。

人工自主激发等离子体大多采用的方法是对实验室气体施加外部电场，电场强度大于气体击穿场强从而激发出等离子体。

与直流激发等离子体[9-10]相比，微波激发等离子体可避免电极对制备材料的污染，且无电极被蒸发损坏的情况；激发等离子体的所在区域不会被电极间的空隙所限制，并且与能量源具有一定的距离，避免了能量源的损坏[11]；能够在大气压条件下激发出开放式等离子体，不需要严格的放电 管[12]。

微波发生器易操控、稳定、没有噪声的污染。

本文设计了一种具有大面积、高能量密度等离子体的微波反应器，利用电磁场理论计算及电磁仿真优化确定微波反应器结构参数；并在此基础上自制了一套完整的微波等离子体反应系统，该微波等离子体装置能够进行等离子体激发实验，并利用微波等离子体制备出纳米材料。

1 微波反应器设计分析微波馈源激励电磁波通过微波传输系统耦合到微波反应器中，微波反应器的工作模式（即电磁场的主要分布），可分为单模反应器和多模反应器。

单模反应器的优点是电场集中使得电场强度大，缺点是分布区域小；多模反应器内很多电场模式并存，可以在腔内形成比单模谐振腔均匀的电磁能分布，但是其电磁能不够集中不利于激发等离子体[13]。

1.1 微波反应器结构的设计为了采用单模反应器和多模反应器的优点而避开两者的缺点，设计了一种具有多馈源结构的圆柱型微波反应器，可实现电磁波能量高效率耦合到微波反应器内微波等离子体反应器的设计与仿真Design and Simulation of Microwave Plasma Reactor1北京工业大学 2中车青岛四方机车车辆股份有限公司卫博1 郭海霞2 丁叁叁2 金鑫1 唐章宏1 王群1摘要针对微波等离子体的激发及应用实验，设计一种具有大面积、高能量密度等离子体的微波反应器。

新型大气压微波等离子体炬的仿真研究陈颖;李承跃;季天仁【期刊名称】《强激光与粒子束》【年(卷),期】2011(23)10【摘要】设计了一种新型的大气压微波等离子体炬结构.入射主频为2 450 MHz,基于HFSS软件对其进行了仿真研究.在仿真过程中,对该结构的各个参数进行了优化,并得出对场强分布的影响规律.结果表明,探针的使用对腔内场分布有很大影响.根据优化参数对微波等离子体炬进行了仿真模拟,在等离子体发生腔产生了高幅值的电场强度,品质因数达到2×10 4,可以在大气压下激发等离子体.%An atmospheric pressure microwave plasma torch(MPT) operating at 2. 45 GHz was designed. Corresponding simulation based on HFSS code was performed and the influences of structure parameters on the E-field distribution in the device were analyzed. The results indicate that the use of coupling probe will have a distinct impact on the field distribution in the device. A MPT with strong electric field amplitude and high Q-factor about 20 000 was achieved in simulation by adjusting the structure parameters, which could produce microwave plasma at atmospheric pressure.【总页数】4页(P2715-2718)【作者】陈颖;李承跃;季天仁【作者单位】电子科技大学物理电子学院,成都610054;电子科技大学物理电子学院,成都610054;成都纽曼和瑞微波技术有限公司,成都610052【正文语种】中文【中图分类】O531【相关文献】1.用同轴表面波激励器和微波等离子体炬获得的微波等离子体的性能研究 [J], 张寒琦2.大气压微波等离子体炬的仿真设计与实验 [J], 张庆;张贵新;王黎明;王淑敏3.大气压微波等离子体炬降解光气 [J], 李战国（译）4.大气压微波等离子体炬特性 [J], 聂聪;傅文杰;鄢扬5.一种新型高效率微波等离子体炬 [J], 马长强;杨丰铭;朱铧丞;杨阳;黄卡玛因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种大气压放电氦等离子体射流的实验研究_江南在大气物理学中，等离子体是指由正负电荷粒子组成的气体，具有自由电子和离子的高度电离状态。

等离子体在自然界和科学实验中具有重要的应用，射流等离子体是其中一种重要的实验研究对象。

本文将介绍一种基于大气压的氦等离子体射流的实验研究方法。

氦等离子体射流是一种在大气压下产生的等离子体束流。

与传统的低温等离子体相比，氦等离子体射流具有高密度、低温等特点，被广泛应用于等离子体加速器、等离子体推进器等领域。

为了研究氦等离子体射流的性质和应用方法，可以通过以下步骤进行实验研究。

首先，实验需要准备一个射流设备。

该设备由氦气供应系统、高频电源、射流排管、探测器等组成。

氦气供应系统用于提供高纯度的氦气，高频电源用于产生高频电场以激发等离子体，射流排管用于将等离子体射流引导到所需位置，探测器用于测量等离子体射流的性质和参数。

接下来，通过氦气供应系统将氦气注入射流排管，并通过高频电源产生高频电场。

高频电场作用下，氦气中的电子受到加速并与其他氦原子碰撞，从而激发了电荷交换过程。

这个过程会产生大量的离子和自由电子，形成等离子体。

随后，通过探测器对等离子体射流进行测量。

可以使用电离室、质谱仪和光谱仪等仪器对射流的电离状态、成分和温度等进行测量。

这些数据可以帮助研究人员了解射流的性质并优化实验过程。

在实验研究中，还可以通过改变射流排管的形状和尺寸、调整高频电场的频率和幅值等方式对射流进行控制。

这些控制参数的变化会影响射流的密度、速度和动力学特性等。

此外，为了更精确地研究氦等离子体射流的特性，还可以使用数值模拟方法对射流进行模拟和分析。

数值模拟可以提供射流的详细动力学信息，帮助研究人员理解射流的行为规律和优化实验参数。

在实验研究中，需要注意安全问题。

射流设备中产生的等离子体具有较高的电离性和活性，可能对人体和实验设备造成损害。

因此，在进行实验前，需要对实验过程进行充分的风险评估，并采取必要的防护措施，如穿戴防护服、使用防护设备等。

基于矩形波导的大气压微波放电等离子体装置的研究进展刘程摘要：大气压微波放电等离子体是放电研究亟待突破的领域，在新材料制备，废弃物等离子体气化处理，都有着巨大的应用潜力。

本文主要对近年来利用矩形波导作为反应腔结构的大气压微波等离子体源装置的研究现状进行综述，并结合实验室的矩形波导谐振腔的研究成果，介绍这些装置在工程项目中的应用方向。

研究表明，利用矩形波导谐振腔结构，能够在数百至数千瓦的微波功率下，产生稳定的大体积等离子体，是一种高效、高性价比的等离子体产生方式。

结论给出，基于矩形波导的微波等离子体装置在相应工业上具有较强的应用价值，是一个值得深入研究的应用方向。

关键词：大气压微波等离子体；矩形波导；工业应用Abstract: The plasma discharge generated by microwave power has always beenan issue of major concern due to industrial reason. This paper focuses on rectangular waveguide resonator generating plasma discharge at atmospheric pressure and reviews the laboratory researches all over the word. Studies have shown that the usage of a rectangular waveguide resonator structure is possible and convenient to generate stable and large volume plasma under several hundreds to several kilowattsof microwave power. Conclusions shows that rectangular waveguide has a strong portential based on the large industrial background, it is a valuable direction which is worthy of further research.Key words：atmospheric microwave plasma; rectangular waveguide; industrial applications0 引言近30年来，微波产生的等离子体因其在元素分析、化学合成、表面改性、净化杀菌等化工领域突出的应用价值，得到了专家学者的广泛关注，并应用到各种工业生产当中[1-5]。

微波等离子体炬
微波等离子体炬是一种特殊的等离子体发生器，通过微波电磁场的作用，将气体转化为高温、高能量的等离子体。

这种发生器可以广泛应用于物理、化学、材料科学等领域，例如等离子体处理、表面改性、材料合成等。

微波等离子体炬的工作原理是利用微波电磁场的高频振荡，使气体分子产生共振吸收，电子被激发至高能态，从而形成等离子体。

等离子体的温度可以高达数千度，能量非常集中，因此可以用于表面改性、材料合成等高温处理过程。

微波等离子体炬可以通过改变微波频率、功率、气体种类等参数来控制等离子体的性质，例如温度、密度、成分等。

因此，微波等离子体炬可以应用于多种不同材料的处理和合成，具有广泛的应用前景。

微波等离子体炬的优点包括高效率、高可控性、低能耗等特点，因此在各个领域都有广泛的应用。

未来，随着技术的不断发展，微波等离子体炬将会成为更加重要的材料处理和合成技术。

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微波等离子体炬质谱仪的研制许华磊;凌星;张小华;蒋涛;朱志强;邱春玲;田地【摘要】基于微波等离子体炬离子源研制了一台四极杆质谱仪(MPT-QMS),并将其用于水样痕量金属元素的检测分析.系统地研究和阐述了离子漏斗对仪器性能和分析结果的影响.实验发现,可以通过调节离子漏斗的射频电压产生较强的碰撞诱导解离效应,能有效破碎MPT离子源产生的金属离子团簇等多原子离子,提高较为简单的特征离子产率,并大幅简化了质谱图.与不含有离子漏斗的线性离子阱质谱仪(LTQ)进行比较,MPT-QMS的检测结果更加易于识别.使用此仪器对含有20种金属元素的混合样品进行检测,大多数元素检出限达到0.02～1.4μg/L量级.与ICP质谱仪相比,MPT-QMS的功耗和载气消耗量仅为10％左右,适合作为车载仪器进行水质的现场检测.【期刊名称】《分析化学》【年(卷),期】2015(043)012【总页数】7页(P1955-1961)【关键词】微波等离子体炬;四极杆质谱仪;金属检测;离子漏斗;碰撞诱导解离【作者】许华磊;凌星;张小华;蒋涛;朱志强;邱春玲;田地【作者单位】吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130026;北京普析通用仪器有限责任公司,北京100085;北京普析通用仪器有限责任公司,北京100085;东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室,南昌330013;东华理工大学江西省质谱科学与仪器重点实验室,南昌330013;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130026;吉林大学仪器科学与电气工程学院,长春130026【正文语种】中文开发新型离子源是质谱科学的重要研究方向,尤其是可在大气压下工作的常压离子源,如电喷雾离子源（Electrospray ionization）及一系列相关的技术[1～8]。

这些新型离子源多用于有机物和生物大分子的检测,针对金属元素检测的新型离子源并不多见。

在金属检测领域,电感耦合等离子体（Inductively coupled plasma）离子源,具有电离能力强、灵敏度高（检出限可达0.1 ng/L）、定量分析的显著优势。

大气压微波等离子体装置的研制
大气压微波等离子体装置是一套利用微波电场,通过特殊结构设计的波导传输耦合微波能量,在常压条件下产生等离子体的装置。

目前,工业产生等离子体的技术有很多,包括热致电离、气体放电、放射性同位素、激光照射、高功率微波激励等方法。

微波放电技术相对于其它气体放电产生等离子体的技术有诸多优势,例如能量转化效率高,电离度高,无电极污染,在大气压条件下产生,无需特殊的真空设备,同时保证了产品处理过程的连续性。

基于以上特点,大气压微波等离子体技术越来越受到科研机构以及市场的青睐,具有良好的工业价值和商业前景。

但是,现有微波等离子体发生装置在波导结构、微波电源、能量耦合效率以及微波电场变化规律等方面尚需进一步研究和优化。

本课题旨在设计一套完整高效、符合安全标准的大气压微波等离子体发生装置,探究微波电场分布规律;在得到稳定等离子体射流的基础上,进一步通过实验探究影响微波等离子体射流效果的实验因素;本课题将进行微波等离子体射流处理细菌,从而获得活性诱变细菌的初步探究。

本文通过研究等离子体产生机理,设计一套适用于大气压激发等离子体的微波装置。

此套装置有五大系统组成:电源系统、微波传输系统、喷嘴系统、调谐控制系统、...。

一种大气压放电氦等离子体射流的实验研究_江南近年来，大气压放电在等离子体物理、光谱学、离子化学及生物医学等领域得到了广泛的应用和研究。

其中，大气压放电氦等离子体射流是一种非常有活力的研究方向。

大气压放电氦等离子体射流是通过施加高压电场使氦气发生放电，并产生等离子体射流。

该等离子体射流具有高速度、高温度、高浓度等优点，适用于多种化学、物理和生物学实验。

大气压放电氦等离子体射流实验涉及多个步骤。

首先，需要准备放电装置，包括气体供给系统、电源系统和等离子体射流探测系统等。

这些装置需要精确地控制氦气的流量、气体的纯度和电压的大小，以确保实验的稳定性和可靠性。

然后，将氦气注入放电室，调节气压和气体流量，使氦气达到放电状态。

接下来，施加高压电场，产生等离子体射流。

通过调节电压大小和电场强度，可以控制等离子体射流的速度和温度。

最后，使用等离子体射流探测系统，对射流进行观察和分析。

大气压放电氦等离子体射流实验的研究内容很丰富。

在物理学方面，可以研究等离子体射流的基本性质、运动特性和相互作用。

通过利用高速相机、谱仪和光电离探测器等先进仪器，可以观察到等离子体射流的形态、能量分布和光谱特性。

同时，可以研究等离子体射流与外部物质的相互作用，如与固体物质的碰撞、表面反应等。

这些研究对于深入理解等离子体物理和离子化学过程具有重要意义。

在化学和材料科学方面，大气压放电氦等离子体射流可以用于高温等离子体反应的研究。

等离子体射流具有高温度和高能量的特点，可以使其在气相和固相反应中发挥重要作用。

通过改变等离子体射流的参数，如温度、浓度和速度，可以调控和优化等离子体反应的过程和产物。

此外，等离子体射流还可以用于材料表面的处理和改性，如表面清洁、涂层制备和纳米材料合成等。

生物医学方面，大气压放电氦等离子体射流的应用潜力也非常巨大。

等离子体射流具有杀菌、促进伤口愈合和癌细胞治疗的效果。

通过调节等离子体射流的参数，可以选择性地杀死细菌、病毒和癌细胞，而对健康细胞的伤害较小。

等离子体物理的实验与模拟等离子体是一种高度电离的气体状态，具有独特的物理性质，在空间科学、核聚变和材料科学等领域都有广泛应用。

为了更好地理解和控制这种复杂的物理过程，等离子体物理学家利用实验和模拟手段进行研究。

一、等离子体实验等离子体实验通常使用等离子体束、高功率激光和磁约束等设备来生成等离子体，并通过光谱学、电学和磁学等手段对其性质进行研究。

例如，弧光放电等离子体实验是一种常见的等离子体产生方法，它使用电弧将气体电离并生成等离子体。

实验者可以通过改变电流、电压和气体混合比等因素来控制等离子体的性质，例如温度、密度和成分等。

然后，使用光谱学等技术分析等离子体光谱并确定等离子体的物理性质。

高功率激光也可以用于产生等离子体。

当强激光束照射到固体、气体或液体表面时，产生高密度等离子体和等离子体波等现象。

波浪弯曲、不稳定性和失稳性都是等离子体波中的重要物理现象，这些现象在高功率激光等离子体实验中得到了探测和研究。

还有一种等离子体实验被称为磁约束等离子体，即使用强大的磁场将等离子体约束在一个稳定的空间内。

由于等离子体具有带电性和磁感应性，因此可以通过改变磁场强度和方向来调节等离子体的行为和运动。

磁约束等离子体在研究核聚变、空间天气和太阳风等方面有着广泛的应用。

二、等离子体模拟虽然等离子体实验可以产生和研究等离子体，但实验本身具有复杂性和昂贵性，因此等离子体模拟也成为了研究等离子体物理的重要手段之一。

等离子体模拟涉及数学和物理模型的建立以及计算机程序的开发和实现。

等离子体物理的数学模型通常基于Maxwell方程组和Boltzmann方程描述等离子体的电磁和动力学行为。

这些方程描述了等离子体中电磁场、电子、离子和中性分子等粒子的相互作用和运动。

为了解决这些方程，需要开发计算模型和算法，例如有限元方法和粒子模拟等。

等离子体模拟的一个好处是可以模拟实验中难以获得的过程或条件。

例如，模拟高温、高能量密度等情况下的等离子体行为。

使用大气压等离子体实验装置的基本技巧作为一种重要的实验技术，等离子体在许多领域如材料科学、能源、环境等中都有广泛应用。

而使用大气压等离子体实验装置作为实验平台，可以更方便地进行研究和探索。

本文将介绍使用大气压等离子实验装置的基本技巧，以帮助读者更好地进行相关实验研究。

1.实验装置的搭建在进行大气压等离子体实验之前，首先需要搭建好实验装置。

一般而言，该装置由等离子体激发源、等离子体反应区、控制系统等部分组成。

其中，等离子体激发源可以选择不同的离子源，如空气等离子体或其他气体等离子体源。

而等离子体反应区需要提供一个容纳等离子体的空间，并能够进行相应的测量和分析。

2.电源和气体选择在进行大气压等离子体实验时，正确选择电源和气体对实验结果起着关键作用。

首先，对于电源的选择，应该根据实验需要选择合适的功率。

较低的功率适合进行稳态的等离子体实验，而高功率则适合进行激发态等离子体实验。

其次，对于气体的选择，可以根据实验目的和样品的性质选择合适的气体。

常用的气体有氮气、氧气等，不同的气体组合可以对等离子体的性质和反应产物有着不同的影响。

3.实验参数的控制和调节在大气压等离子体实验中，实验参数的控制和调节是非常重要的。

主要包括气体流量、电流、频率等参数。

首先，气体流量的控制对于等离子体生成的稳定性和反应的效果有着重要影响。

在实验中，可以通过调节进气量和出气口来控制气体流量。

其次，电流和频率的选择需要根据实验需要进行调节，控制好放电过程的稳定性和强度，同时也要避免过高的电流对实验装置的损坏。

4.放电过程的观察和分析在进行大气压等离子体实验时，放电过程的观察和分析是评价实验结果的重要手段。

可以通过高速摄影、光谱分析、质谱分析等方法来观察放电的形态和产物的生成。

同时，对等离子体反应区的温度、压力等参数进行监测和记录，以便于后续的数据分析和结果评价。

总之，使用大气压等离子体实验装置需要掌握一些基本的技巧和注意事项。

通过正确搭建实验装置，选择适当的电源和气体，控制和调节实验参数，并对放电过程进行观察和分析，可以帮助研究人员更好地开展相关实验研究。

第 23卷第 10期强激光与粒子束V o l . 23, N o . 102011年 10月 H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L EB E AM SO c t . , 2011文章编号 : 1001-4322(2011 10-2715-04新型大气压微波等离子体炬的仿真研究陈颖 1, 李承跃 1, 季天仁 2(1. 电子科技大学物理电子学院 , 成都 610054, 2. 成都纽曼和瑞微波技术有限公司 , 成都 610052 摘要 :设计了一种新型的大气压微波等离子体炬结构。

入射主频为 2 450MH z , 基于 H F S S 软件对其进行了仿真研究。

在仿真过程中 ,对该结构的各个参数进行了优化 , 并得出对场强分布的影响规律。

结果表明 , 探针的使用对腔内场分布有很大影响。

根据优化参数对微波等离子体炬进行了仿真模拟 , 在等离子体发生腔产生了高幅值的电场强度 , 品质因数达到 2×104, 可以在大气压下激发等离子体。

关键词 :微波等离子体炬 ; 大气压 ; H F S S 软件 ; 探针 ; 电场强度中图分类号 : O 531文献标志码 : A do i :10. 3788/H P L P B 20112310. 2715自微波技术更广阔的应用空间被打开以来 ,微波等离子体因其具有较高电离和分解程度 , 电子温度和离子温度对中性气体温度之比高、压强范围宽、高温下容易维持、无电极污染、微波源工作稳定、寿命长、微波泄露少、安全防护工作比较成熟、安全因素高、工作宁静等优点 , 利用微波产生等离子体射流或炬的研究已日趋普遍 [1-3]。

大气压下微波等离子体的产生及稳定运行 , 日益成为该领域的热点。

研发具有某些特殊性能的微波等离子体设备具有良好的发展前景和商业价值 [4-5]。

微波等离子体炬是一种很重要的等离子体发生形式 , 它是一种开放的等离子体光源 , 于 1985年由金钦汉等首先提出 [6], 此后对微波等离子体炬的应用进行了一些初步探讨。