大氣DBD等離子清洗機減少電弧的原理以及細絲模式的成因
文章導讀：大氣壓條件下，介質阻擋即DBD等離子清洗機如何獲得穩(wěn)定的輝光放電，始終是一個困擾的問題，研究的早期是很容易過渡到電弧放電，難以實現在大氣壓氣體下的均勻放電，本文就針對大氣DBD等離子清洗機降低電弧形成的原理以及細絲模式的成因為大家作一解讀：
1987年日本Kanazawa通過使用介質阻擋電極結構實現了大氣壓下介質阻擋均勻放電，究竟如何通過大氣DBD等離子清洗機來減少電弧以及實現均勻放電的呢？這中間值得一提的就是大氣DBD等離子清洗機減少電弧形成的原理以及細絲模式形成的原因。
1 DBD等離子設備減少電弧的原理
大氣DBD等離子清洗機減少電弧的原理可以用下圖1來說明：氣隙擊穿前，DBD相當于阻擋介質等效電谷Cm和氣隙等效電容Cg串聯；氣隙擊穿后，圖中開關閉合，Cg并聯上1個隨時間變化的等離子體電阻R(t)。
大氣DBD等離子清洗機減少電弧的原理可以用下圖1來說明：氣隙擊穿前，DBD相當于阻擋介質等效電谷Cm和氣隙等效電容Cg串聯；氣隙擊穿后，圖中開關閉合，Cg并聯上1個隨時間變化的等離子體電阻R(t)。
顯然，氣隙上電壓Vg可以用下式表示:
式中，Va和Vm分別是外加電壓和阻擋介質上電壓。當氣隙擊穿后，電流i迅速增大，阻擋介質上堆積的電荷及產生的電壓隨之迅速增大，導致氣隙電壓Vg急劇下降，放電熄滅，這也就阻礙了電弧的形成。當放電氣隙中引入絕緣介質后，人們通常觀察到大氣DBD等離子清洗機放電時大量稍現即逝、此起彼伏、隨機分布的放電細絲。
2 形成細絲模式的原因
導致大氣DBD等離子清洗機出現這種細絲模式的原因是：阻擋介質的絕緣特性使得DBD實際上應該等效成如下圖所示的電路，它由大量的局部微電路并聯而成。各微電路所對應的氣隙可以獨立地放電且迅速熄滅，形成大量的時空隨機分布的放電細絲。只有當整個氣隙同步均勻放電，即各微電路中開關同時閉合，且R(t)相同時，DBD才能采用下圖所示的等效電路。
導致大氣DBD等離子清洗機出現這種細絲模式的原因是：阻擋介質的絕緣特性使得DBD實際上應該等效成如下圖所示的電路，它由大量的局部微電路并聯而成。各微電路所對應的氣隙可以獨立地放電且迅速熄滅，形成大量的時空隨機分布的放電細絲。只有當整個氣隙同步均勻放電，即各微電路中開關同時閉合，且R(t)相同時，DBD才能采用下圖所示的等效電路。
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