本發(fā)明涉及微波常壓等離子體，具體為一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，微波常壓等離子體的研究越來(lái)越熱門，具有非常可觀的應(yīng)用價(jià)值，已經(jīng)被應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)、材料加工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、減排污染等領(lǐng)域。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，常壓下單一射流單元處理面積普遍較小，不能滿足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)使用者需要高效、快速、大面積處理的要求。

3、為了克服上述不足，現(xiàn)有技術(shù)(公告號(hào)cn112996209b)的中國(guó)專利公開(kāi)了一種微波激發(fā)常壓等離子體射流的結(jié)構(gòu)和陣列結(jié)構(gòu)，旨在提供一種無(wú)電極，制造成本低，易于加工的激發(fā)等離子體的結(jié)構(gòu)，避免對(duì)激發(fā)的等離子體造成二次污染，包括：同軸接頭、激發(fā)結(jié)構(gòu)包括：饋入傳輸線結(jié)構(gòu)、第一金屬層、介質(zhì)基片層和第二金屬層；第一金屬層通過(guò)饋入傳輸線結(jié)構(gòu)連接同軸接頭內(nèi)導(dǎo)體，第二金屬層連接同軸接頭外導(dǎo)體；基底沿長(zhǎng)度方向排布多個(gè)金屬過(guò)孔，將第一金屬層和第二金屬層連通，金屬過(guò)孔圍合形成介質(zhì)基片層區(qū)域，基底上開(kāi)設(shè)的通孔中插入石英管；石英管外第一和第二金屬圈，分別與第一和第二金屬層相連；同軸接頭將微波信號(hào)傳輸?shù)浇橘|(zhì)基片層，金屬過(guò)孔將微波信號(hào)限制在介質(zhì)基片層區(qū)域，以將石英管內(nèi)氣體激發(fā)為等離子體。

4、為了克服上述不足，現(xiàn)有技術(shù)(公告號(hào)cn119155875a)的中國(guó)專利公開(kāi)了一種常壓微波等離子體射流裝置，包括外導(dǎo)體，內(nèi)導(dǎo)體同軸布置于外導(dǎo)體內(nèi)部，噴嘴螺紋連接在外導(dǎo)體的底端，射頻連接器端部的插針通過(guò)銜接導(dǎo)體與內(nèi)導(dǎo)體連接，氣管接頭螺紋連接在外導(dǎo)體上，短路螺塞螺紋連接在外導(dǎo)體的頂端，其內(nèi)安裝的銜接件的底部設(shè)置有短路反射面，導(dǎo)氣環(huán)嵌套在內(nèi)導(dǎo)體上，并位于射頻連接器和氣管接頭之間；無(wú)需配置復(fù)雜的控制模塊以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的阻抗匹配程度，就可獲得穩(wěn)定的常壓微波等離子體射流，能夠使氣體流動(dòng)狀態(tài)更穩(wěn)定，避免影響出口處的等離子體，且短路反射面還設(shè)計(jì)成可螺紋上下調(diào)節(jié)的方式，通過(guò)微調(diào)短路反射面，達(dá)到阻抗匹配的效果。

5、現(xiàn)有技術(shù)雖然可以克服上述提出的不足，但是在其運(yùn)行過(guò)程中還存在其他問(wèn)題，如：微波常壓等離子體放電的面積較小，不利于使用者的使用，同時(shí)在進(jìn)行放電時(shí)，因?yàn)橥饨绲囊蛩兀菀讓?dǎo)致放電不均勻，且在能量利用方面，能量的利用率不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，以解決上述背景技術(shù)中提出微波常壓等離子體放電的面積較小，不利于使用者的使用，同時(shí)在進(jìn)行放電時(shí)，因?yàn)橥饨绲囊蛩兀菀讓?dǎo)致放電不均勻，且在能量利用方面，能量的利用率不高的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，包括外腔體以及外腔體上端設(shè)置的上腔體，且上腔體的上端設(shè)置有金屬蓋板；

3、所述外腔體的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)體，且內(nèi)導(dǎo)體的表面設(shè)置在外腔體與上腔體之間，并且外腔體與內(nèi)導(dǎo)體之間設(shè)置有間隙，所述內(nèi)導(dǎo)體的外側(cè)設(shè)置有射頻接頭，且射頻接頭為“n”型設(shè)置；

4、所述射頻接頭的上端通過(guò)安裝頭設(shè)置有同軸主體，且同軸主體的內(nèi)部設(shè)置有微波常壓等離子體射流單元，并且微波常壓等離子體射流單元設(shè)置有導(dǎo)體柱，而且導(dǎo)體柱嵌入同軸主體的內(nèi)部。

5、進(jìn)一步的，所述外腔體的下端設(shè)置有微波源，且微波源的上端與內(nèi)導(dǎo)體連接，并且內(nèi)導(dǎo)體的外側(cè)通過(guò)支撐介質(zhì)固定安裝在外腔體與上腔體內(nèi)側(cè)。

6、進(jìn)一步的，所述內(nèi)導(dǎo)體的形狀為直徑不一的階梯阻抗變換結(jié)構(gòu)，所述上腔體的內(nèi)部設(shè)置有隔離介質(zhì)板，且隔離介質(zhì)板的導(dǎo)體探針嵌入內(nèi)導(dǎo)體的內(nèi)部。

7、進(jìn)一步的，所述同軸主體的下端通過(guò)同軸連接端與安裝頭連接，且同軸主體的左右兩側(cè)開(kāi)設(shè)有導(dǎo)氣孔，并且導(dǎo)氣孔的內(nèi)部設(shè)置有工質(zhì)，而且工質(zhì)的下端與氣瓶連接。

8、進(jìn)一步的，所述同軸主體的上端內(nèi)部設(shè)置有開(kāi)孔鐵氟龍層，且所述同軸主體的上端螺紋安裝有頂部旋轉(zhuǎn)蓋。

9、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)體柱的上端設(shè)置有放電尖端，且放電尖端的上端設(shè)置有介質(zhì)層，并且導(dǎo)體柱的中端貫穿開(kāi)孔鐵氟龍層內(nèi)部，而且導(dǎo)體柱的下端與安裝頭的上端連接。

10、進(jìn)一步的，所述金屬蓋板的上端固定安裝有伺服電機(jī)，且伺服電機(jī)的輸出端固定安裝有第一錐齒輪，并且第一錐齒輪的下端嚙合安裝有第二錐齒輪，而且第二錐齒輪外側(cè)固定安裝有螺紋絲桿。

11、進(jìn)一步的，所述螺紋絲桿的左右兩端通過(guò)橫板轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在金屬蓋板的上端，所述螺紋絲桿的表面螺紋安裝有活動(dòng)撥塊，且活動(dòng)撥塊的前后兩端貫穿安裝有限位導(dǎo)向桿，并且限位導(dǎo)向桿的左右兩端固定安裝在橫板的內(nèi)側(cè)。

12、進(jìn)一步的，所述金屬蓋板的上端固定安裝有立柱板，且立柱板的上端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，并且轉(zhuǎn)動(dòng)桿的中端固定安裝有接觸板，而且接觸板的內(nèi)部套設(shè)有密封調(diào)節(jié)塊，所述密封調(diào)節(jié)塊的下端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在活動(dòng)撥塊的上端。

13、進(jìn)一步的，所述同軸主體的內(nèi)側(cè)固定安裝有凹槽定位板，且凹槽定位板的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)連接有敲擊凸塊板，并且敲擊凸塊板的前后兩端與同軸主體的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有震動(dòng)彈簧，而且敲擊凸塊板的內(nèi)側(cè)與接觸板對(duì)應(yīng)。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、1.微波低溫等離子體更能增加氣體分子的激發(fā)、電離、和離解過(guò)程，激發(fā)的亞態(tài)原子多，其對(duì)氣體的電離和離解程度比其它類型的等離子體(如射頻電場(chǎng)等離子體)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，等離子體密度大，電離度高，能量大，活性強(qiáng)，更易于發(fā)生或引發(fā)相關(guān)物理、化學(xué)反應(yīng)，因此在依賴于等離子體活性成分的醫(yī)療中效率更高，將該等離子體束打在盛有細(xì)菌的培養(yǎng)皿或皮膚傷口處，即可將細(xì)菌殺死，達(dá)到滅菌的效果。

16、2.該結(jié)構(gòu)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，小巧，方便攜帶而且易于組裝和量產(chǎn)，功分器以及其中隔離結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保證了各個(gè)等離子體射流性質(zhì)一致，其中射流單元內(nèi)導(dǎo)體的放電尖端是可拆卸的，可以根據(jù)微波源的頻率更換合適的放電尖端；導(dǎo)體柱與同軸主體之間靠近上端部分設(shè)置了開(kāi)孔鐵氟龍層，輔助約束氣流，在一定程度上穩(wěn)定了氣流的流動(dòng)，使尖端處的氣流更加穩(wěn)定，從而使等離子體束能穩(wěn)定輸出，將該等離子體射流打在需處理的板材上，或距離板材一定距離，等離子體通過(guò)物理和化學(xué)作用實(shí)現(xiàn)板材表面清洗，達(dá)到較好的粘性效果，便于粘接。

17、3.在裝置進(jìn)行工作時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)伺服電機(jī)，伺服電機(jī)的啟動(dòng)，通過(guò)其輸出端的第一錐齒輪和第二錐齒輪的嚙合，隨著伺服電機(jī)的啟動(dòng)，第二錐齒輪帶動(dòng)螺紋絲桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，螺紋絲桿在橫板內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，能夠帶動(dòng)其表面螺紋連接的活動(dòng)撥塊，活動(dòng)撥塊在限位導(dǎo)向桿的限位下，能夠隨著螺紋絲桿的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)活動(dòng)撥塊左右移動(dòng)，活動(dòng)撥塊在移動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)上端轉(zhuǎn)動(dòng)的密封調(diào)節(jié)塊，密封調(diào)節(jié)塊拽動(dòng)外側(cè)的接觸板，接觸板在轉(zhuǎn)動(dòng)桿的設(shè)置下，能夠沿著立柱板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，因此隨著活動(dòng)撥塊的移動(dòng)，在密封調(diào)節(jié)塊的活動(dòng)下，帶動(dòng)接觸板的上端接觸敲擊凸塊板，敲擊凸塊板在被接觸板擠壓后，沿著凹槽定位板對(duì)同軸主體進(jìn)行敲擊，在震動(dòng)彈簧的設(shè)置下，能夠提高敲擊的效果，保證震動(dòng)的效率，達(dá)到防堵的效果，避免在同軸主體內(nèi)部輸出波率時(shí)，內(nèi)部因?yàn)殡s質(zhì)堵塞，保證裝置的使用效率，避免裝置因?yàn)殡s質(zhì)無(wú)法使用。

技術(shù)特征：

1.一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，包括外腔體(1)以及外腔體(1)上端設(shè)置的上腔體(2)，且上腔體(2)的上端設(shè)置有金屬蓋板(3)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述外腔體(1)的下端設(shè)置有微波源(4)，且微波源(4)的上端與內(nèi)導(dǎo)體(5)連接，并且內(nèi)導(dǎo)體(5)的外側(cè)通過(guò)支撐介質(zhì)(6)固定安裝在外腔體(1)與上腔體(2)內(nèi)側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述內(nèi)導(dǎo)體(5)的形狀為直徑不一的階梯阻抗變換結(jié)構(gòu)，所述上腔體(2)的內(nèi)部設(shè)置有隔離介質(zhì)板(8)，且隔離介質(zhì)板(8)的導(dǎo)體探針嵌入內(nèi)導(dǎo)體(5)的內(nèi)部。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述同軸主體(10)的下端通過(guò)同軸連接端與安裝頭(9)連接，且同軸主體(10)的左右兩側(cè)開(kāi)設(shè)有導(dǎo)氣孔(11)，并且導(dǎo)氣孔(11)的內(nèi)部設(shè)置有工質(zhì)(12)，而且工質(zhì)(12)的下端與氣瓶連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述同軸主體(10)的上端內(nèi)部設(shè)置有開(kāi)孔鐵氟龍層(14)，且所述同軸主體(10)的上端螺紋安裝有頂部旋轉(zhuǎn)蓋(13)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述導(dǎo)體柱(15)的上端設(shè)置有放電尖端(16)，且放電尖端(16)的上端設(shè)置有介質(zhì)層(17)，并且導(dǎo)體柱(15)的中端貫穿開(kāi)孔鐵氟龍層(14)內(nèi)部，而且導(dǎo)體柱(15)的下端與安裝頭(9)的上端連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述金屬蓋板(3)的上端固定安裝有伺服電機(jī)(18)，且伺服電機(jī)(18)的輸出端固定安裝有第一錐齒輪(19)，并且第一錐齒輪(19)的下端嚙合安裝有第二錐齒輪(20)，而且第二錐齒輪(20)外側(cè)固定安裝有螺紋絲桿(21)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述螺紋絲桿(21)的左右兩端通過(guò)橫板(22)轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在金屬蓋板(3)的上端，所述螺紋絲桿(21)的表面螺紋安裝有活動(dòng)撥塊(25)，且活動(dòng)撥塊(25)的前后兩端貫穿安裝有限位導(dǎo)向桿(23)，并且限位導(dǎo)向桿(23)的左右兩端固定安裝在橫板(22)的內(nèi)側(cè)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述金屬蓋板(3)的上端固定安裝有立柱板(24)，且立柱板(24)的上端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)桿(27)，并且轉(zhuǎn)動(dòng)桿(27)的中端固定安裝有接觸板(28)，而且接觸板(28)的內(nèi)部套設(shè)有密封調(diào)節(jié)塊(26)，所述密封調(diào)節(jié)塊(26)的下端轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在活動(dòng)撥塊(25)的上端。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，其特征在于：所述同軸主體(10)的內(nèi)側(cè)固定安裝有凹槽定位板(29)，且凹槽定位板(29)的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)連接有敲擊凸塊板(30)，并且敲擊凸塊板(30)的前后兩端與同軸主體(10)的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有震動(dòng)彈簧(31)，而且敲擊凸塊板(30)的內(nèi)側(cè)與接觸板(28)對(duì)應(yīng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，涉及微波常壓等離子體領(lǐng)域，包括外腔體以及外腔體上端設(shè)置的上腔體，且上腔體的上端設(shè)置有金屬蓋板，所述外腔體的內(nèi)部設(shè)置有內(nèi)導(dǎo)體。該基于功分器的微波常壓等離子體射流陣列，微波低溫等離子體更能增加氣體分子的激發(fā)、電離、和離解過(guò)程，激發(fā)的亞態(tài)原子多，其對(duì)氣體的電離和離解程度比其它類型的等離子體(如射頻電場(chǎng)等離子體)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，等離子體密度大，電離度高，能量大，活性強(qiáng)，更易于發(fā)生或引發(fā)相關(guān)物理、化學(xué)反應(yīng)，因此在依賴于等離子體活性成分的醫(yī)療中效率更高，將該等離子體束打在盛有細(xì)菌的培養(yǎng)皿或皮膚傷口處，即可將細(xì)菌殺死，達(dá)到滅菌的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：吳麗,王軍,彭婕
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28