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沿面介质阻挡放电能够在大气压下产生大面积、能量密度高的低温等离子体,在生物医学、材料表面改性、环境保护等领域得到了广泛的研究。沿面介质阻挡放电装置的结构和供电电源是影响等离子体温度、等离子体密度、电子能量分布及活性物质生成的主要因素,对沿面介质阻挡放电装置进行结构优化及供电研究对于提高其应用效能具有很大的指导作用。本文设计了一种沿面介质阻挡放电装置,其高压电极为紧贴于介质管内壁的弹簧状不锈钢丝,低压电极为包裹介质管外壁的铝箔。利用Ansoft Maxwell软件对沿面介质阻挡放电装置进行静电场的仿真,从理论上为放电装置结构优化设计提供指导;并实验研究了在高压电极长度一定时,电极结构配置、绝缘介质性质、供电电源对沿面介质阻挡放电装置放电特性及臭氧生成的影响。研究结果如下:(1)在气隙的同一位置,场强随电压的升高而线性增大、随介质厚度的增加而减小、随相对介电常数的增大而增大;选取电极线径较小、介质厚度薄、较大相对介电常数的介质,均可以降低放电起始电压。(2)高压电极长度一定时,螺距是影响放电特性及臭氧生成的主要因素,线径及管径对放电特性及臭氧生成的影响较小;在一定的电压下,存在一个优化螺距使放电功率达到最大,螺距大于优化螺距之后,放电功率几乎不变。在实验考察的范围内,同样电压下,介质厚度较大的装置,放电弱,放电功率小,臭氧生成量少,臭氧生成效率(单位能量生成臭氧量)低;介质的相对介电常数较大的装置,放电强,放电功率大,臭氧生成量多。(3)交流电源供电下,存在一个电压峰值,使得臭氧生成效率最大。对比不同电源频率实验效果发现,9.6kHz电源供电下,沿面介质阻挡放电装置可以在较低的电压下就可以获得较大的放电功率及臭氧生成量;而50Hz交流高压电源供电时装置的放电强度小,但等离子体层面积大。