电源频率对大气压氦气射流等离子体放电特性的影响

李栖楠

(中国石化青岛安全工程研究院，山东 青岛 266000)

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大气压射流等离子体技术(Atmospheric Pressure Plasma Jet，APPJ)具有高电子温度、低气体温度、设备简单、操作灵活、开放放电空间等特点，在复杂材料表面处理、材料生长、生物医学及环境保护等领域有着广泛应用[1-8]，受到许多电力企业的青睐。丁正方[9]、方志[10]在大气压氩气等离子体射流阵列中加入六甲基二硅醚(HMDSO)、四氟化碳(CF4)应用于材料的表面憎水改性，并获得良好效果；刘文正等[11]研发了1种无需反应容器和真空系统的射流等离子体灭菌装置；张若兵[12]利用大气压条件的介质阻挡放电产生低温等离子体射流改善污染高温硫化硅橡胶(HTV)憎水性。除应用外，研究者们主要关注射流等离子体特性。射流等离子体放电特性及诊断研究方面，郝艳捧[13]实现三脉冲APPJ，证明放电起始阶段电流脉冲之间微弱的发光特性仍具有辉光放电结构；吴淑群等[14]利用激光诱导荧光法测量大气压低温等离子体射流中的OH自由基和O原子的粒子密度。现阶段，大气压射流等离子体放电的研究主要集中于气体改变材料特性和外加电压改变放电特性方面，针对电源参数影响射流的研究，如放电电压、放电电流特性较少。了解电源参数的影响规律不仅对APPJ的控制和装置长周期安全稳定运行具有指导作用，而且对电力企业安全生产具有重要意义。

本文以氦气为工作气体，通过改变电源电压和频率，从放电图像、放电伏安特性、放电功率3个方面，研究大气压条件下氦气射流等离子体放电的电气特性和发光图像随电源频率变化的演变规律。……