千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置，其特征在于，包括：透明容器，用于盛放待放电的液相介质；两个金属放电电极；光纤探头；电流探针，用于检测所述液相介质的放电电流，与示波器相连；电压探针，用于检测所述液相介质的放电电压，与示波器相连。本发明专利技术的另一个技术方案是提供了一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电测试方法。通过本装置可以测量乙醇水溶液放电的电学参数与发射光谱，为今后研究乙醇水溶液加入其他有机溶质催化和弱化放电反应提供了支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于形成液相高电压交流放电等离子体的装置及方法。
技术介绍
等离子体是与固、液、气三态并存的，物质存在的第四态。至今，对水中放电的研究大多从应用角度出发，而对水中脉冲放电等离子体特性的研究较少。由于在液体中放电复杂，使得对水中脉冲放电预击穿过程的机理研究并不充分。早期液体放电的应用主要是在两电极施加直流电压，由于离子流在电极附近的作用而产生氧气和氢气，实际效果为电解效应，并无法形成有效放电等离子体。液相高电压交流放电与直流液相放电的不同之处在于，在交流液相放电中，等离子体将体现出不同的性质，与直流电解效应完全不同。液相高电压交流放电技术在深海光源的开发、等离子体液相聚合领域都有良好的应用前景。在液相放电情况下等离子体聚合有聚合度高，单体利用率高，聚合速度快于气体放电等优点，应用于放电等离子体环境后，能极大地提高原料的利用率，节约能源。作为尚未被广泛研究的交流高电压液相放电，具有良好应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液相高电压交流放电装置及采用该装置的方法。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是提供了一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置，其特征在于，包括：透明容器，用于盛放待放电的液相介质；两个金属放电电极，放入透明容器内的液相介质中，一个金属放电电极接地，另一个金属放电电极与可控频率、电压可调的高电压交流电源的正极相连；光纤探头，放置于透明容器的正前方，与光谱仪相连，通过光纤探头及光谱仪记录液相介质放电瞬间的放电光谱；电流探针，用于检测所述液相介质的放电电流，与示波器相连；电压探针，用于检测所述液相介质的放电电压，与示波器相连。优选地，所述透明容器内设有固定架，所述金属放电电极通过固定架固定在所述透明容器内。优选地，所述两个金属放电电极的两端间距可调。本专利技术的另一个技术方案是提供了一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电测试方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、搭建上述的乙醇水溶液交流放电装置；步骤2、配置一定浓度的乙醇水溶液后，将乙醇水溶液倒入所述透明容器；步骤3、逐步提升高电压交流电源输出的交流电压，当开始放电时，在示波器上读取数据，并记录当前浓度的乙醇水溶液放电电压曲线和放电电流曲线，同时利用光谱仪记当前浓度的乙醇水溶液放电瞬间的放电光谱；步骤4、配置不同浓度的乙醇水溶液后，返回步骤3，从而测量得到不同浓度的乙醇水溶液的放电电压曲线、放电电流曲线与放电光谱。通过本专利技术可以测量乙醇水溶液放电的电学参数与发射光谱，为今后研究乙醇水溶液加入其他有机溶质催化和弱化放电反应提供了支持，此研究可以为深海光源、有机溶液污水处理，管道除垢，电厂放电等现实产业提供帮助。液相放电等离子体技术在节约能源，提高合成物质的效率，降低成本，安全操作和环境保护等方面都有很大改进，是一种很有前景的新技术，其应用必将有重大的发展，将会带来更大的经济效益。附图说明图1为本专利技术提供的一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置的示意图；图2为浓度46％乙醇水溶液放电电压波形；图3为浓度46％乙醇水溶液放电电流波形；图4为浓度50％乙醇水溶液放电电压波形；图5为浓度50％乙醇水溶液放电电流波形；图6为浓度50％乙醇水溶液可见光光谱；图7为浓度54％乙醇水溶液放电电压波形；图8为浓度54％乙醇水溶液放电电流波形；图9为浓度54％乙醇水溶液可见光光谱。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。结合图1，本专利技术提供的一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置包括电源部分、透明容器1和电极部分。在本实施例中，透明容器1采用光学石英烧瓶，便于放电光谱的拍摄。在光学石英烧瓶内装有待放电的液相介质，通常为溶解有机溶质的有机溶剂，有机液相介质作为载体。在光学石英烧瓶设置固定支架，两根不锈钢材质的放电电极两端插入固定支架，且两根放电电极两端的间距可调。由于在液相介质中放电比较困难，所以放电电极一半为金属针尖发生尖端放电，以降低放电所需要的电压。本实施例的电源部分采用一个可控频率(6～20kHz)、电压可调的高电压交流电源2。高电压交流电源2的正极接两根放电电极中的一根，另一根放电电极则接地。本实施例分别用电流探针4及电压探针5检测液相介质的放电电流及放电电压，电流探针4及电压探针5均与示波器相连。在本实施例中，将光纤探头3用支架架好，垂直放置于光学石英烧瓶正前方，打开光谱软件，调试设备参数，扣除暗光谱，待到溶液放电的瞬间，记录放电光谱。本专利技术的具体操作步骤如下：步骤1、搭建如图1所示的乙醇水溶液交流放电装置；步骤2、配置一定浓度的乙醇水溶液后，将乙醇水溶液倒入透明容器1；步骤3、逐步提升高电压交流电源2输出的交流电压，当开始放电时，在示波器上读取数据，并记录当前浓度的乙醇水溶液放电电压曲线和放电电流曲线，同时利用光谱仪记当前浓度的乙醇水溶液放电瞬间的放电光谱；步骤4、配置不同浓度的乙醇水溶液后，返回步骤3，从而测量得到不同浓度的乙醇水溶液的放电电压曲线、放电电流曲线与放电光谱。实施例1使用本专利技术提供的液相等离子体放电实验装置，配置46％浓度的乙醇水溶液，连接电压和电流探头，调节至匹配频率，然后慢慢升高电源电压，直至放电为止。液体未击穿前，电极附近产生细密的小气泡层；随着电压的升高，气泡越来越多；开始放电后，电极之间产生明亮的紫光，并伴随有大量细密的小气泡产生，发出响亮的劈啪声。放电电压、电流波形如图2、图3所示。实施例2使用本专利技术提供的液相等离子体放电实验装置，配置50％浓度的乙醇水溶液，连接电压和电流探头，调节至匹配频率，然后慢慢升高电源电压，直至放电为止。液体未击穿前，电极附近产生比较细密的小气泡层；随着电压的升高，气泡渐渐增多；开始放电后，电极之间产生明亮的紫光，并伴随有大量的中等气泡产生，发出响亮的劈啪声。放电电压、电流波形如图4、图5所示。可见光光谱如图6所示。实施例3使用本专利技术提供的液相等离子体放电实验装置，配置54％浓度的乙醇水溶液，连接电压和电流探头，调节至匹配频率，然后慢慢升高电源电压，直至放电为止。液体未击穿前，电极附近产生少量气泡；随着电压的升高，气泡变多；当开始放电后，电极之间产生明亮的紫光并伴随有大量的较大气泡产生，发出响亮的劈啪声。放电电压、电流波形如图7、图8所示。可见光光谱如图9所示。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置，其特征在于，包括：透明容器(1)，用于盛放待放电的液相介质；两个金属放电电极，放入透明容器(1)内的液相介质中，一个金属放电电极接地，另一个金属放电电极与可控频率、电压可调的高电压交流电源(2)的正极相连；光纤探头(3)，放置于透明容器(1)的正前方，与光谱仪相连，通过光纤探头(3)及光谱仪记录液相介质放电瞬间的放电光谱；电流探针(4)，用于检测所述液相介质的放电电流，与示波器相连；电压探针(5)，用于检测所述液相介质的放电电压，与示波器相连。

【技术特征摘要】
1.一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置，其特征在于，包括：透明容器(1)，用于盛放待放电的液相介质；两个金属放电电极，放入透明容器(1)内的液相介质中，一个金属放电电极接地，另一个金属放电电极与可控频率、电压可调的高电压交流电源(2)的正极相连；光纤探头(3)，放置于透明容器(1)的正前方，与光谱仪相连，通过光纤探头(3)及光谱仪记录液相介质放电瞬间的放电光谱；电流探针(4)，用于检测所述液相介质的放电电流，与示波器相连；电压探针(5)，用于检测所述液相介质的放电电压，与示波器相连。2.如权利要求1所述的一种千赫兹级频率的乙醇水溶液交流放电装置，其特征在于，所述透明容器(1)内设有固定架，所述金属放电电极通过固定架固定在所述透明...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐晓亮，董思远，庞家玉，郭少孟，邱高，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31