Генератор холодной плазмы

Электрический разряд является одним из способов генерации химически активных частиц [7]. Больше всего электрический разряд используется для получения озона [8]. Однако озон является селективным окислителем, есть много соединений, которые практически не взаимодействуют с озоном.

Холодная плазма вспышечного коронного электрического разряда при отрицательной полярности высокого напряжения на разрядном электроде образуется в области высокой напряжённости электрического поля. Если выбрать рабочее напряжение, обеспечивающее начало образования лавин, и ограничивать ток в разрядной цепи, то на электроде возникают импульсы Тричела [11]. При образовании лавины ток в цепи начинает возрастать. Ограничение тока на балластном резисторе приводит к падению высокого напряжения, которое уменьшается ниже порога образования лавины. При этом ток разряда падает и напряжение снова повышается. Образуются импульсы тока амплитудой ~ 200 мА, следующие с частотой ~ 100 кГц.

разряд происходит на воздухе в присутствии паров воды, то образуются

первичные активные частицы: озон, радикалы ОН* и Н*.

Рисунок 4. Эскиз генератора. 1 - источник питания; 2 - изолятор; 3 - разрядные электроды; 4 - заземлённый электрод; 5 - обрабатываемая вода; 6 - слив обработанной воды; 7 - эжектор; 8 - трубка вывода активных частиц; 9 - трубка подачи свежего воздуха или кислорода.

Эскиз генератора представлен на рис. 4. Прибор состоит из корпуса, в котором находится обрабатываемая вода 5, разрядные электроды 3 и заземлённый электрод 4. Разрядные электроды закреплены во фторопластовом изоляторе 2 толщиной 5 мм. На каждый разрядный электрод

3 через RC-цепочку подаётся высокое напряжение 11 кВ отрицательной полярности от источника питания 1. RC-цепочка (R = 20 МоМ, 6 шт по 3,3 МоМ типа С2-33м, 1 Вт; C = 34 пф, последовательно 2 шт 68 пф, 6,3 кВ типа К15-5) используется для формирования разряда требуемого типа. Источник питания представляет собой генератор тока, обеспечивающий в рабочем режиме (V = - 11 кВ, I = 4 мА) динамическое выходное сопротивление 0,5 МоМ.

Вспышечный коронный электрический разряд возникает между разрядными электродами 3 и заземлённым электродом 4. Ток разряда с каждого электрода 70 - 100 мкА. Величина разрядного промежутка 6 мм. Для того, чтобы обеспечить концентрацию поля на каждом электроде, расстояние между электродами должно составлять не менее 25 мм, длина каждого электрода не менее 25 мм. Диаметр разрядных электродов 2 мм. Материал электродов - проволока из нержавеющей стали. Электроды специально не затачивались, достаточно острия, возникающего на краях при обрезании проволоки. Фотография разряда, образующегося между электродами 3 - 4 внутри камеры генератора, приведена на рисунке 5.

Рисунок 5. Вид разряда в камере генератора.