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大气压微波等离子体装置是一套利用微波电场,通过特殊结构设计的波导传输耦合微波能量,在常压条件下产生等离子体的装置。目前,工业产生等离子体的技术有很多,包括热致电离、气体放电、放射性同位素、激光照射、高功率微波激励等方法。微波放电技术相对于其它气体放电产生等离子体的技术有诸多优势,例如能量转化效率高,电离度高,无电极污染,在大气压条件下产生,无需特殊的真空设备,同时保证了产品处理过程的连续性。基于以上特点,大气压微波等离子体技术越来越受到科研机构以及市场的青睐,具有良好的工业价值和商业前景。但是,现有微波等离子体发生装置在波导结构、微波电源、能量耦合效率以及微波电场变化规律等方面尚需进一步研究和优化。本课题旨在设计一套完整高效、符合安全标准的大气压微波等离子体发生装置,探究微波电场分布规律;在得到稳定等离子体射流的基础上,进一步通过实验探究影响微波等离子体射流效果的实验因素;本课题将进行微波等离子体射流处理细菌,从而获得活性诱变细菌的初步探究。 本研究通过研究等离子体产生机理,设计一套适用于大气压激发等离子体的微波装置。此套装置有五大系统组成:电源系统、微波传输系统、喷嘴系统、调谐控制系统、供气系统。在结构的设计过程中,应用高频电磁场仿真软件HFSS进行模拟优化,对波导、喷嘴设计进行有效指导。在设计组装一套完整的大气压微波等离子体激发装置的基础上,在不同条件下,进行大气压微波等离子体的激发实验,探究影响大气压环境下等离子体激发的因素。基于等离子体的特性,它是富含电子、带电粒子、活性粒子的中性气体物质,本课题通过实验探究等离子体处理细菌的可行性。