沿面放電陶瓷片的工作原理

1、沿面放電陶瓷片的工作原理、應用、問題與對策沿面放電陶瓷片的工作原理、應用、問題與對策倪國年眭英沿面放電陶瓷片是小型臭氧發(fā)生器的核心部件。當前陶瓷片的應用范圍有逐步擴大的趨勢：由小型向中型，由空氣向水處理拓展。在陶瓷片的使用中，也遇到了一些問題。為了用好沿面放電陶瓷片，制造出性能優(yōu)良的臭氧發(fā)生器，本文在介紹沿面放電陶瓷片工作的基本原理之后，將我們多年來生產(chǎn)、考核、檢測的體會，以及跟用戶合作中遇到的一些問題列舉于后，并有針對地提供一些業(yè)已采

2、取的有效解決辦法，供與會同行參考。沿面放電陶瓷片是利用陶瓷絕緣介質(zhì)表面上的沿面放電，產(chǎn)生低溫等離子體來實現(xiàn)臭氧發(fā)生功能的器件。沿面放電陶瓷片的結(jié)構(gòu)特點是：電極分別布置在陶瓷基片的兩邊，如圖所示：正面為放電電極（一般為線狀），背面為感應電極（通常為板狀），并接地。將不十分高的電壓作用在兩極上時，由于陶瓷基片的良好絕緣，很難出現(xiàn)放電通道。只有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。這時，陶

3、瓷絕緣介質(zhì)表面相當于一個極板，在高頻高壓正弦交流電的作用下，放電電極附近表面處不斷地俘獲和發(fā)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(zhì)表面，即電子被加速到很高能量從介質(zhì)表面?zhèn)鬏數(shù)椒烹婋姌O。隨著電壓升高，放電繼續(xù)，更多的正電荷被束縛在介質(zhì)表面，這一過程一直持續(xù)到峰值電壓U。放電過程停止，介質(zhì)表面正電荷并不消失。當電壓開始下降時，介質(zhì)表面正電荷仍不動，放電并不發(fā)生，一直持續(xù)降到負半周臨界起暈電壓Uth

4、，這時放電開始，介質(zhì)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?shù)浇橘|(zhì)表面，這一過程持續(xù)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(zhì)表面的靜電平衡狀態(tài)反復建立和破壞，表面氣體的反復擊穿而介質(zhì)表面上反復充放異性電荷的過程。不難看出，沿面放電陶瓷片工作時，用空氣作為氣源，在產(chǎn)生臭氧的同時，總會產(chǎn)生氮氧化

5、物。欲限制其數(shù)量，控制好陶瓷片的工作溫度固然重要，適當選擇好放電電極材料的成分則是個不容忽視的因素。三、在某些特殊場合使用時電極損耗的問題。三、在某些特殊場合使用時電極損耗的問題。將沿面放電陶瓷片在某些場合使用，譬如用于雞舍的除味、殺菌消毒時，雞舍的空氣中有較多的氨、硫化氫及水氣。陶瓷片放電時，在電極附近可能會合成硫酸、硝酸等產(chǎn)物，對金屬電極產(chǎn)生腐蝕。經(jīng)過長期實踐和分析，采取以下解決辦法并取得了良好的效果：1、發(fā)生器的電源要與陶瓷片相匹

6、配；2、陶瓷片放電電極的保護層適當加厚；3、臭氧發(fā)生器加進風罩，從室外引入新鮮空氣作為氣源。四、垃圾站除味器的陶瓷片上厚厚沉積物的問題。四、垃圾站除味器的陶瓷片上厚厚沉積物的問題。垃圾站環(huán)境極為惡劣，沿面放電陶瓷片工作時經(jīng)受了嚴酷的考驗，連續(xù)工作2天，陶瓷片上就沉積一層毛茸茸的白色絮狀物，其味咸澀，分析為硝氨、硫氨類鹽，影響放電和臭氧產(chǎn)率，解決的辦法為：1、從室外引入新鮮空氣作為發(fā)生器氣源；2、發(fā)生器設(shè)活門，便于定期清理陶瓷片表面；3、

7、給發(fā)生器配備小毛刷、百潔布和小瓶酒精。五、高濕環(huán)境使用陶瓷片遇到的問題。五、高濕環(huán)境使用陶瓷片遇到的問題。有的臭氧發(fā)生器使用環(huán)境特別潮濕，如水產(chǎn)品加工車間、肉禽屠宰加工車間、乳品加工車間等，相對濕度達80％90％甚至更高，沿面放電陶瓷片放電啟動遲緩，對一些需頻繁啟動的周期性工作的臭氧發(fā)生器來說，就不能滿足要求了。解決辦法是：1、在陶瓷片表面增加致密保護層，以提高抗?jié)裥?，縮短放電啟動時間；2、試用開放式的縫隙放電器件。這些方法我們已經(jīng)采用

8、，并正在考核之中。六、低溫啟動遇到的問題。六、低溫啟動遇到的問題。自激振蕩的高頻高壓電源，與沿面放電陶瓷片相匹配，通常是在常溫制造、調(diào)試的。當進入低溫環(huán)境時，由于陶瓷片阻容特性的變化，有時會遇到激振不起來的問題。對此，可在發(fā)生器啟動時，將陶瓷片適當預熱，使其很快進入工作狀態(tài)。一旦正常放電，就可以連續(xù)運轉(zhuǎn)。七、供氣源對臭氧產(chǎn)率的影響。七、供氣源對臭氧產(chǎn)率的影響。氣源泉是產(chǎn)生臭氧氣的原料，氣源狀態(tài)會直接影響陶瓷片臭氧產(chǎn)率的大小。從氣源成分來

9、講，含氧氣量越多，產(chǎn)生科研所就越多，所以純氣作為乞源是最想的。當用空氣源時，不但成分中含氧氣量只有20%，而且自然空氣受天氣影響很大，溫度、濕度過高時，都會影響陶瓷片的放電過程，使臭氧產(chǎn)率下降，故使用空氣源時，需要采取過濾、干冷凍等措施。目前，沿面放電陶瓷片逐漸發(fā)展到應用于水處理中，要求臭氧產(chǎn)量大、濃度高的臭氧發(fā)生器，因此，采用多片沿面放電陶瓷片的組合，封閉在小體積容器中，使氣源氣體沿陶瓷片放電表面通過，取得高產(chǎn)量高濃度的臭氧氣。這種形