沿面放電陶瓷臭氧片的工作原理和結構
臭氧發生器的原理多種,包括電暈放電方式、膜式電解方式、紫外照射方式和核變輻射方式等。其中使用普遍有效的是電暈放電方式,而其本質原理是介質阻擋放電。
介質阻擋放電的應用廣泛,臭氧產生只是其中一個應用。根據百度百科的定義,介質阻擋放電 (DielectricBarrier Discharge,DBD)是有絕緣介質插入放電空間的一種非平衡態氣體放電又稱介質阻擋電暈放電或無聲放電。在兩個電極放電過程中,如果中間只有空氣而沒有介質阻擋,會直接空氣電解導通產生電弧,電能轉化成光能和熱能,如果在兩個電極中間增加一個介質,就阻擋了這種空氣的直接導通電話,會在介質表面產生放電電暈,此時高能的離子在介質表面空間,會將空氣中的氧分子分解成氧原子,再組合成臭氧分子,大大提高了臭氧產生的效率。這種通過高壓驅動的介質阻擋放電成為臭氧發生器普通應用的方式,通過驅動電路的高頻化,又增加了放電效率而提高臭氧產生效率。介質一般選擇介電常數高的玻璃、陶瓷、云母等材質。
陶瓷臭氧片的工作原理和結構
臭氧片主要原理是在高頻高電壓強的電場作用下,氣體沿著電介質表面發生脈沖電暈放電,產生等離子體,使氧分子在瞬間分解為單原子氧,原子氧又迅速與氧結合為臭氧。
這里主要要講的是陶瓷臭氧片的工作原理,陶瓷片式放電又叫陶瓷臭氧發生片,也叫沿面放電陶瓷片,其放電方式是利用陶瓷絕緣介質表面上的沿面放電,產生低溫等離子體來實現臭氧發生功能的器件。只有當兩極間的電壓大于某臨界值,并以高頻正弦交流電作用時,在放電電極附近有限的表面上進行電暈放電。此時的陶瓷絕緣介質表面相當于一個極板,在高頻高壓正弦交流電的作用下,放電電極的附近表面處不斷俘獲和發射電荷;
當電壓達到正半周臨界起暈電壓Uth時開始放電,正電荷聚向放電極附近的介質表面,即電子被加速到很高能量從介質表面傳輸到放電電極。又隨著電壓升高,放電繼續,更多的正電荷被束縛在介質表面,這一過程一直持續到峰值電壓Up,放電過程停止,介質表面正電荷并不消失;當電壓開始下降時,介質表面正電荷仍不動,并沒有發生放電,一直持續降到負半周臨界起暈電壓-Uth,這時放電開始,介質表面的正電荷離開,負電荷積聚于表面,即電子被加速到很高能量從放電電極傳輸到介質表面,這一過程持續到負半周峰值電壓-Up,放電過程停止;當電壓再次升高到正半周臨界起暈電壓Uth時,正電暈放電又開始,整個放電過程就是這樣交替進行的,因此,沿面放電過程就是介質表面的靜電平衡狀態反復建立和破壞,表面氣體的反復擊穿而介質表面上反復充放異性電荷的過程。
沿面放電陶瓷臭氧片的結構特點為:電極分別布置在陶瓷基片的兩邊,正面為放電電極,背面為感應電極,并接地。將不是很高的電壓作用在兩極上時,由于陶瓷基片的絕緣效果比較好,所以很難出現放電通道。
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