本發明屬于等離子放電技術領域，具體涉及一種低溫等離子發生裝置及其制作方法及反應器。

背景技術：

介質阻擋放電(dielectricbarrierdischarge，dbd)裝置結構簡單，能在大氣壓條件下以大范圍功率工作，是大氣壓條件下獲得低溫等離子體的主要手段，可以大規模工業化應用于臭氧制造以凈化空氣消毒與廢氣處理、污染控制、材料表面處理、高效率紫外線燈等，此外還有大量潛在的應用價值。

沿面介質阻擋放電(surfacedielectricbarrierdischarge，sdbd)作為介質阻擋放電(dbd)等離子體產生技術的一種新型介質阻擋放電類型，可以在介質板表面產生較大面積的均勾等離子體層，由于放電空間受限制較小，結構簡單，動態響應快，在空氣動力學、生物醫學以及環境保護等領域有著廣闊的應用前景，是近年來的研究熱點。

共面型沿面放電(dielectricsurfaceincoplanardielectricvbarrierdischarge，csdbd)結構是沿面放電的一種基本類型，曾構成等離子平面顯示器pdp的核心技術，由于可以產生低溫等離子，故一直吸引著產業界探索其實現工業化規模應用的可能。

目前，學術界對共面型沿面放電的研究只停留在用有機材料或通過有機粘結劑將金屬電極粘結在介質板上的方式上，這種簡易共面放電裝置能夠驗證了共面放電的效果，但是存在放電效果不穩定、效率低下、使用壽命短的缺點。

技術實現要素：

本發明提供一種低溫等離子發生裝置及其制作方法及反應器，具有放電效果穩定，電能轉換效率高、使用壽命長的優點。

一種低溫等離子發生裝置，包括發生單元；

所述發生單元包括第一電極、第二電極和介質板；

所述第一電極和所述第二電極均固定連接在所述介質板的同一面上，所述第一電極和所述第二電極與外部高壓電源電連接，用以在所述第一電極和所述第二電極之間產生高電壓，使所述介質板的背對所述第一電極和所述第二電極的一側產生低溫等離子；

所述第一電極和所述第二電極之間存在間隙，在所述間隙中設置有絕緣部件，用以將所述第一電極和所述第二電極絕緣。

較優地，所述第一電極的包括至少兩個平行設置的第一梳齒，所述第二電極的包括至少兩個平行設置的第二梳齒，至少兩個所述第一梳齒和至少兩個所述第二梳齒相互交錯設置。

較優地，相鄰的所述第一梳齒和所述第二梳齒之間的間隙寬度處處相等。

較優地，所述第一梳齒和所述第二梳齒的形狀為矩形并且寬度均為1至5mm并且相鄰的所述第一梳齒和所述第二梳齒之間的距離為0.5至3mm。

較優地，所述發生單元的數量為兩個，兩個所述發生單元互為鏡像設置，使兩個所述發生單元上的所述第一電極和所述第二電極分別相對。

較優地，在兩個所述發聲單元之間設置有復合絕緣層，用以將一個所述發生單元上的所述第一電極和所述第二電極分別與所述另一個所述發生單元上的所述第二電極和所述第一電極之間絕緣，并將兩個所述發生單元固定連接在一起。

一種低溫等離子發生裝置的制作方法，用于制作以上任意技術特征的低溫等離子發生裝置，包括：

步驟a、在介質板的一面敷設金屬層；

步驟b、通過金屬蝕刻的方式將所述金屬層制作成相互之間存在間隙的第一電極和第二電極；

步驟c、在所述間隙內敷設絕緣部件。

較優地，所述低溫等離子發生裝置包括兩個所述發生單元，兩個所述發生單元互為鏡像設置，使兩個所述發生單元上的所述第一電極和所述第二電極分別相對，還包括：

步驟d、在兩個所述發生單元之間設置復合絕緣層。

一種反應器，包括以上任意技術特征的低溫等離子發生裝置。

較優地，還包括邊框；

所述低溫等離子發生裝置的數量為至少兩個，并均固定連接在所述邊框上。

本發明提供的低溫等離子發生裝置通過采用所述第一電極和所述第二電極之間存在間隙，在所述間隙中設置有絕緣部件，用以將所述第一電極和所述第二電極絕緣的技術方案，能夠防止所述第一電極和所述第二電極之間出現高點也擊穿的現象出現，保證放電效果的穩定性，電能轉換效率高、延長了使用壽命。

附圖說明

圖1是實施例一中的低溫等離子發生裝置示意圖；

圖2是圖1中的第一電極和第二電極位置關系示意圖。

圖3是實施例二中的低溫等離子發生裝置的制作方法的流程圖；

圖4是實施例三中的反應器結構示意圖；

圖中附圖標記表示為：

1—發生單元，11—第一電極，111—第一梳齒，12—第二電極，121—第二梳齒，13—介質板；14—絕緣部件，2—復合絕緣層，3—低溫等離子發生裝置，4—邊框。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明具體實施例及相應的附圖對本發明技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例一

如圖1、2所示，一種低溫等離子發生裝置，包括發生單元1，發生單元1包括第一電極11、第二電極12和介質板13。第一電極11和第二電極12均固定連接在介質板13的同一面上，第一電極11和第二電極12與外部高壓電源電連接，用以在第一電極11和第二電極12之間產生高電壓，使介質板13的背對第一電極11和第二電極12的一側產生低溫等離子。其中在第一電極11和第二電極12之間產生高電壓，使介質板13的背對第一電極11和第二電極12的一側產生低溫等離子是典型的共面型沿面放電形式，其原理此處不再詳述。第一電極11和第二電極12的具體厚度可以依據國標設計成5至50微米。第一電極11和第二電極12之間存在間隙15，在間隙15中設置有絕緣部件14，用以將第一電極11和第二電極12絕緣。其中絕緣部件14可采用介電系數較小的材質制作以保證絕緣性能，優選為聚酰亞胺，但并不僅限于此。

通過在第一電極11和第二電極12之間設置絕緣部件，能夠保證第一電極11和第二電極12之間絕緣，防止第一電極11和第二電極12在高電壓的作用下擊穿，能夠使發生單元1的放電效果穩定，并延長了使用壽命。

作為一種可實施方式，如圖2中所示，第一電極11的包括至少兩個平行設置的第一梳齒111，第二電極12的包括至少兩個平行設置的第二梳齒121，至少兩個第一梳齒111和至少兩個第二梳齒121相互交錯設置。其中，相鄰的第一梳齒111和第二梳齒121之間的間隙處處相等。較優地，第一梳齒111和第二梳齒121的形狀均為矩形，并且寬度相同。并且第一梳齒的寬度a1和第二梳齒的寬度a1均設計為1至5mm的范圍內，并且相鄰的第一梳齒和第二梳齒之間的間隙寬度b為0.5至3mm，經試驗證明，采用這樣的設計能夠提高發生單元1的放電效率。需要說明的是，在實際制作中，可以將第一梳齒111的側邊制作成波浪形或其他形狀，而與其相鄰的第二梳齒121的側邊制作成與其對應的形狀，這樣可以增大第一梳齒111和第二梳齒121的對應面積，提高放電效果。

具體地，發生單元1的數量為兩個，兩個發生單元1的電極形狀互為鏡像設置，使兩個發生單元上的第一電極11和第二電極12分別相對。這樣兩個發生單元1能夠分別在背對第一電極11和第二電極12的面上產生低溫等離子，進而使該低溫等離子發生裝置的兩側均能產生低溫等離子，不僅提高了放電效率，同時還增強了工作的適應性。

進一步地，在兩個發聲單元1之間設置有復合絕緣層2，用以將一個發生單元1上的第一電極11和第二電極12分別與另一個發生單元1上的第二電極12和第一電極11之間絕緣，并將兩個發生單元1固定連接在一起。其中復合絕緣層2可以使高絕緣熱熔膜，這樣能夠避免在兩個發生單元1之間出現氣隙，導致第一電極11和第二電極12出現擊穿，同時還能夠保證兩個發聲單元1之間的連接牢固、可靠。需要說明的是，在實際制作中在兩個發聲單元1之間設置復合絕緣層2之前，需要先將接線端子連接在第一電極11和第二電極12上，具體可以采用焊接的方式連接，但不僅限于此，也可以采用其他可實現發明目的的方式連接。當需要在介質板13上設置供接線端子穿過的通孔時(即接線端子從介質板13背對第一電極11和第二電極12的一側穿過通孔，與第一電極11和第二電極12連接)，可以在加工完通孔之后再在介質板13上設置第一電極11和第二電極12。

實施例二

如圖3所示，一種低溫等離子發生裝置的制作方法，用于制作實施例一中的低溫等離子發生裝置，包括：

步驟a、在介質板的一面敷設金屬層；

步驟b、通過金屬蝕刻的方式將金屬層制作成相互之間存在間隙的第一電極和第二電極；

步驟c、在間隙內敷設絕緣部件。

其中，步驟a中，介質板可選用玻璃、氧化鋁陶瓷、鐵電微晶玻璃(陶瓷)等絕緣材料，然后通過化學沉積+電鑄增厚、真空濺射(蒸鍍)+電鍍增厚、銅/鋁箔材直接鍵合(擴散焊合)、銅/鋁箔材場助鍵合、低熔點金屬超聲波波峰搪焊或上述方法的復合作業等方式在介質板的一面敷設金屬層(即使介質板的表面金屬化)，這樣能夠保證金屬層在介質板的一面敷設的牢固的性。

步驟b中的金屬蝕刻并非是本發明的發明點，而是一種現有技術，本發明只是利用了這一現有技術，并不意圖對其進行改進，因此此處不再詳述。

步驟c中的絕緣部件的材質可以是聚酰亞胺，實際操作中，可以在介質板整個表面涂敷聚酰亞胺絕緣層，利用聚酰亞胺的極高絕緣性能，解決了產生等離子層所需盡量高的電壓，與金屬電極間小間隙要承受高介電強度的矛盾。

進一步地，低溫等離子發生裝置包括兩個發生單元，兩個發生單元的電極形狀互為鏡像設置，使兩個發生單元上的第一電極和第二電極分別相對，還包括：

步驟d、在兩個發生單元之間設置復合絕緣層。其中復合絕緣層2可以使高絕緣熱熔膜，實際操作中可將高絕緣熱熔膜夾在兩個發生單元之間，然后通過真空熱壓合片封接復合成型，這樣能夠避免在兩個發聲單元1之間出現氣隙，導致第一電極11和第二電極12出現擊穿，同時還能夠保證兩個發聲單元1之間的連接牢固、可靠。

需要說明的是，與實施例以相同，在實際制作中在兩個發聲單元1之間設置復合絕緣層2之前，需要先將接線端子連接在第一電極11和第二電極12上，具體可以采用焊接的方式連接，但不僅限于此，也可以采用其他可實現發明目的的方式連接。當需要在介質板13上設置供接線端子穿過的通孔時(即接線端子從介質板13背對第一電極11和第二電極12的一側穿過通孔，與第一電極11和第二電極12連接)，可以在加工完通孔之后再在敷設金屬層。

實施例三

如圖4所示，一種反應器，包括低溫等離子發生裝置3，低溫等離子發生裝置3與實施例已中所描述的低溫等離子發生裝置具有相同地技術特征，因此此處不再贅述。進一步地，還包括邊框4，低溫等離子發生裝置3的數量為至少兩個，并均固定連接在邊框4上。其中至少兩個低溫等離子發生裝置3可相互平行設置，該反應器成為格柵狀，但并不限于此。

本領域的技術人員容易理解的是，在不沖突的前提下，上述各有利方式可以自由地組合、疊加。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。