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DBD介质阻挡放电电源——等离子清洗机的前世今生 2022-08-24
大气等离子清洗机介质阻挡（DBD）这一放电形式，是一种典型的非平衡态交流气体放电，放电形态通常呈现为大量的放电细丝起此彼伏，又被称为无声放电。介质阻挡（DBD）放电自被人类发现以来，已经有一百多年的悠长历史了。我们来看看它的发展经过。
一、利用介质阻挡（DBD）放电产生臭氧和氮氧化物
1857年，Siemens利用同轴的圆筒电极结构的DBD放电产生臭氧；1860年，Andrews将此放电命名为无声放电(silent discharge)。从1860年到1900年的40年间，各界对DBD本身的研究较少，只是通过这种放电来产生臭氧和氮氧化物(NO)。
二、 对介质阻挡（DBD）放电特性的研究
20世纪初，Warburg开始了对DBD本身放电特性的研究。1932年，Buss利用平行平板电极结构研究了大气压空气DBD放电特性，同时拍摄了长曝光时间的放电图像，即所谓的 Liehtenburg图，并用示波器记载了放电的电流波形。结果表明，放电是由大量发光细丝(即流注)组成，与此相对应，电流波形是由大量的窄脉冲组成。
1943年，Manley在DBD电流回路中串联一个电容器以收集放电电荷Q，将对应于Q的电压信号送到示波器的Y输入；同时将外加电压送到示波器X输入。在每一个外加电压周期T，示波器上得到一个封闭的四边形图形，即李萨如(Lissajous)图形。他还提出可以利用李萨如图形所包围的面积S计算放电能量W或功率P。
三、通过实验发现大气压下辉光放电
1987年，日本的Kanazawa利用含氦气的混合气体进行大气压下DBD实验，并用肉眼观察到了均匀放电现象。从此以后，人们认识到，除了细丝放电模式外，大气压下DBD还存在均匀放电模式，并且将此均匀放电统称为大气压下辉光放电，即APGD，大气压DBD的研究进入新的篇章。
因此 大气等离子清洗机 DBD存在两种放电模式，即细丝模式和均匀模式，但最常见的还是细丝模式，这是由大气压下气体放电特性所决定的。
DBD介质阻挡放电电源能够在高气压和很宽的频率范围内工作，通常的工作气压为10～10000，电源频率可从50Hz至1MHz。其介质阻挡放电的过程为：在放电电极或放电空间中插入介质材料（绝缘材料），电压足够高时，气体被击穿而放电。放电过程中会产生大量性质活泼的自由基，易与其它自由基、原子、分子发生反应，生成新物质。
由于DBD在产生的放电过程中会产生大量的自由基和准分子，如OH、O、NO等，它们的化学性质非常活跃，很容易和其它原子、分子或其它自由基发生反应而形成稳定的原子或分子。因而可利用这些自由基的特性来处理VOCs，在环保方面也有很重要的价值。另外，利用DBD可制成准分子辐射光源，它们能发射窄带辐射，其波长覆盖红外、紫外和可见光等光谱区，且不产生辐射的自吸收，它是一种高效率、高强度的单色光源。在DBD电极结构中，采用管线式的电极结构还可制成臭氧O3发生器。
因此现在的人们已越来越重视对DBD介质阻挡放电电源的研究与应用。
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