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陶瓷片型臭氧發(fā)生器配件
1、沿面放電陶瓷片的工作原理、應(yīng)用、問題與對(duì)策 1.1沿面放電陶瓷片是小型臭氧發(fā)生器的核心部件。當(dāng)前陶瓷片的應(yīng)用范圍有逐步擴(kuò)大的趨勢(shì)：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。 1.2 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(shí)現(xiàn)臭氧發(fā)生功能的器件。 1.3沿面放電陶瓷片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：電極分別布置在陶瓷基片的兩邊。 1.3.1 正面為放電電極（一般為線狀），背面為感應(yīng)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(shí)，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(shí)，在放電電極附近有限的表面上進(jìn)行電暈放電。這時(shí)，陶瓷絕緣介質(zhì)表面相當(dāng)于一個(gè)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(dāng)電壓達(dá)到正半周臨界起暈電壓Uth時(shí)，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。 1.3.2當(dāng)電壓開始下降時(shí)，介質(zhì)表面正電荷仍不動(dòng)，放電并不發(fā)生，一直持續(xù)降到負(fù)半周臨界起暈電壓-Uth，這時(shí)放電開始，介質(zhì)表面的正電荷離開，負(fù)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(fù)半周峰值電壓-Up，放電過程停止。 1.3.3 當(dāng)電壓再次升高到正半周臨界起暈電壓Uth時(shí)，正電暈放電又開始，整個(gè)放電過程就是這樣交替進(jìn)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(fù)建立和破壞，表面氣體的反復(fù)擊穿而介質(zhì)表面上反復(fù)充放異性電荷的過程。 1.3.4 根據(jù)沿面放電陶瓷片的工作原理，影響其放電的因素很多，例如，介質(zhì)材料的絕緣性能、電極的結(jié)構(gòu)配置、電極表面的氣體條件以及激勵(lì)電源的性能參數(shù)等。七、八十年代日本人研究表明，沿面放電器件的材料選用鎢電極和AL203陶瓷基片較好，因?yàn)殒u的熱膨脹系數(shù)與AL203陶瓷相近，受熱后電極不會(huì)與陶瓷脫開，同時(shí)，陶瓷基片具有較好的絕緣性和機(jī)械強(qiáng)度。所以，這種沿面放電器件有良好的電、機(jī)械、熱和化學(xué)性能。然而，制造性能優(yōu)良的臭氧發(fā)生器，除合理選用臭氧陶瓷器件外，還必須注重各方面的影響因素。 1.3.5實(shí)驗(yàn)證明： 1.3.5.1、放電能量隨供電電壓峰值Upp的增大而增大，同時(shí)放電發(fā)光長(zhǎng)度也隨Upp的增大而加長(zhǎng)，一般在空氣中，當(dāng)Upp為6-8KV時(shí)，放電發(fā)光長(zhǎng)度為2.5-3.4mm，所以，Upp越高，臭氧產(chǎn)量越高。 1.3.5.2、沿面放電器件的臨界起暈電壓Uth值是供電頻率f的函數(shù)，f越大，Uth越低，即在高頻條件下，沿面放電陶瓷片具有更低的起始工作電壓，有利于臭氧產(chǎn)率的提高。臨界起暈電壓Uth還與氣體條件有關(guān)，不同的氣源和工作環(huán)境，會(huì)影響Uth的大小和放電過程進(jìn)行的完善程度，可直接影響臭氧產(chǎn)量。 1.3.5.3、沿面放電陶瓷片在未放電時(shí)，表現(xiàn)為純電容性質(zhì)，介質(zhì)表面充電面積越大，則電容越大。當(dāng)放電時(shí)，器件可表現(xiàn)出電阻和電容二重性，它的特性除與充電面積有關(guān)，還受放電過程氣源和工作環(huán)境(溫度、濕度等)的影響，所以，沿面放電器件的阻容特性是動(dòng)態(tài)的，在配置供電電源時(shí)，必須注意要適應(yīng)它在不同使用條件下的阻容特性。下面列舉使用中的問題和對(duì)策。 一、陶瓷片使用過程中，放電電極變細(xì)變短，臭氧產(chǎn)率下降的問題。 在高頻高壓放電的情況下，即使放電電極是鎢燒結(jié)體，也難免電極材料的氧化和遷移。解決的辦法是在放電電極上覆蓋一層納米氧化鋁保護(hù)層。國(guó)外資料表明，氧化鋁可大幅提高鎢的抗氧化性。我們所做的考核證明了帶納米氧化鋁保護(hù)層的沿面放電陶瓷片壽命長(zhǎng)，臭氧產(chǎn)率穩(wěn)定。 二、陶瓷片工作時(shí)溫度升高，臭氧產(chǎn)率下降的問題。 由于陶瓷片放電時(shí)能量密度較高，溫升快，會(huì)使臭氧產(chǎn)率迅速下降。解決的辦法，正如大家熟知的：貼散熱器，強(qiáng)制風(fēng)冷或水冷，這就對(duì)陶瓷片的平整度提出了嚴(yán)格的要求。由于我們生產(chǎn)的沿面放電陶瓷片的電極是鎢燒結(jié)體，它的燒結(jié)溫度高，使陶瓷片難免有或大或小的翹曲變形，對(duì)此，我們采取了整平的工序，以確保片子的平整度能滿足用戶的使用要求。 三、在某些特殊場(chǎng)合使用時(shí)電極損耗的問題。 將沿面放電陶瓷片在某些場(chǎng)合使用，譬如用于雞舍的除味、殺菌消毒時(shí)，雞舍的空氣中有較多的氨、硫化氫及水氣。陶瓷片放電時(shí)，在電極附近可能會(huì)合成硫酸、硝酸等產(chǎn)物，對(duì)金屬電極產(chǎn)生腐蝕。經(jīng)過長(zhǎng)期實(shí)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配； 2、陶瓷片放電電極的保護(hù)層適當(dāng)加厚； 3、臭氧發(fā)生器加進(jìn)風(fēng)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。 垃圾站環(huán)境極為惡劣，沿面放電陶瓷片工作時(shí)經(jīng)受了嚴(yán)酷的考驗(yàn)，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、給發(fā)生器配備小毛刷， 4、百潔布和小瓶酒精。 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(duì)濕度達(dá)80％--90％甚至更高，沿面放電陶瓷片放電啟動(dòng)遲緩，對(duì)一些需頻繁啟動(dòng)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(hù)層，以提高抗?jié)裥裕s短放電啟動(dòng)時(shí)間； 2、試用開放式的縫隙放電器件。 六、低溫啟動(dòng)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(dāng)進(jìn)入低溫環(huán)境時(shí)，由于陶瓷片阻容特性的變化，有時(shí)會(huì)遇到激振不起來的問題。對(duì)此，可在發(fā)生器啟動(dòng)時(shí)，將陶瓷片適當(dāng)預(yù)熱，使其很快進(jìn)入工作狀態(tài)。一旦正常放電，就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 七、供氣源對(duì)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(huì)直接影響陶瓷片臭氧產(chǎn)率的大小。從氣源成分來講，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(dāng)用空氣源時(shí)，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(shí)，都會(huì)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(shí)，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(yīng)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。這種形式的。臭氧發(fā)生器，其效率高、功耗低，可產(chǎn)生每小時(shí)幾十克到上百克的臭氧，在中型水處理設(shè)備上的應(yīng)用有很大潛力。值得提出的是，這類臭氧發(fā)生器因?yàn)槭遣捎枚嗥沾善暮�，氣源的氣體分配到各陶瓷片表面的方式，對(duì)臭氧產(chǎn)率有較大影響。我們的實(shí)發(fā)現(xiàn)，氣源氣體沿陶瓷片放電表面要有一定的流通長(zhǎng)度，氣流量越大，流通長(zhǎng)度應(yīng)越長(zhǎng)，因此，采用氣體串聯(lián)進(jìn)入各陶瓷片，能在保證臭氧濃度的前提下，明顯提高臭氧產(chǎn)量。 另外，氣體應(yīng)盡量貼近放電表面，也就是通氣縫隙不宜過大，產(chǎn)生的臭氧濃渡可提高，更適宜于水處理中的應(yīng)用。 上述不難看出，要做出性能優(yōu)良，符合使用要求的臭氧發(fā)生器，是集氣源、電源、陶瓷片以及設(shè)計(jì)、制造使用之大成的一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要陶瓷片生產(chǎn)者、發(fā)生器掛靠者和使用者互相磨合理解、不斷交流和協(xié)調(diào)才能完成的。所以說這些，是因?yàn)椴簧賳栴}往往集中表現(xiàn)在陶瓷片不工作了，或工作不理想了，但原因有時(shí)并不單純是由于陶瓷片出問題；也所以說這些，是希望臭氧行業(yè)的同行們一起努力，把臭氧發(fā)生器做好，把事業(yè)做大。
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