常压低温等离子体灭菌实验研究

利用介质阻挡放电(DBD)开展了常压低温等离于体灭菌的实验研究.探讨了细菌种类、细菌裁片和放电气体对灭菌效果的影响.实验结果显示,DBD等离子体能在短时间内杀灭细菌,具有比常规灭菌技术更高的灭菌效率.另外,O2等离子体能在12 s内杀死所有大肠杆菌,远快于N2和Ar等离子体.表明在灭菌过程中占据主导地位的是活性物质O2,而不是紫外辐射.     

远程氩等离子体表面灭菌研究

研究了射频放电远程氩等离子体对材料表面金黄色葡萄球菌的灭活效果及动力学,并结合等离子体场中活性粒子的分布状态,分析了灭菌机理.结果表明:远程氩等离子体的灭菌效果强烈依赖于等离子体处理条件,且随处理时间的延长,不同放电距离处的灭菌速率均分为3段逐渐减慢,并在放电功率100W、放电时间240s、氩气流量20cm3/min、真空度22Pa的条件下,在距放电中心0～30cm范围内可实现对金黄色葡萄球菌的有效灭活(灭菌率≥99.9%);在高放电功率下且氩气电离充分时,带电粒子(电子、离子)对菌体表面强烈的刻蚀作用是氩等离子体灭活金黄色葡萄球菌的主要原因,自由基对细菌的杀灭力小于带电粒子,而低放电功率下的灭菌则是由氩等离子体场中紫外光的作用所致.     

大气压脉冲放电等离子体的研究现状与展望

近年来,大气压脉冲放电等离子体研究受到了人们的格外关注.研究表明与交流驱动相比,脉冲放电产生大气压等离子体具有许多优势,如它的VUV、氧原子、及臭氧的产生效率高;峰值电流密度、电子密度、及电子产生效率也更高;在对介质表面处理时能达到更好的处理效果和更高的效率;还更易产生均匀的大面积等离子体;所产生等离子体的非平衡性更高;灭菌效果也更好等优点.但是,对于脉冲放电的放电机理,放电模式,及脉冲参数(上升沿和下降沿、重复频率、脉冲宽度等)对放电效果的影响,现在的研究还非常有限,且很零散.这一方面是由于大气压放电诊断本身就很困难,另一方面,由于脉冲放电快速的时空演化过程进一步加大了对其诊断的难度.再者,对其研究还受到脉冲电源参数的限制.本文对国际上大气压脉冲放电等离子体最新研究的代表性研究成果做了一个综述,并对今后的研究方向提出了几点建议.     

远程氧等离子体对大肠杆菌的灭菌效果与机理研究

采用Langmuir双电子探针和电子自旋共振诊断技术分别定量测定了远程氧等离子体场中各活性物种的分布.考察了远程氧等离子体对医用聚四氟乙烯表面大肠杆菌的灭活作用,并通过对灭菌后菌悬液蛋白质泄漏量、脂质过氧化物生成量及细菌DNA电泳图的测定分析了其灭菌机理.结果表明:远程氧等离子体中的电子、离子浓度随远程距离的增大迅速降低,30 cm后接近于0,而自由基浓度则相对降低缓慢,40 cm处仍为初始浓度的70%;远程氧等离子体60 s内的灭菌效果值在放电区可高达3.42,在远程距离40 cm以内也均在3.32以上,符合消毒灭菌的要求;电子、离子对细菌细胞膜的快速刻蚀及自由基对胞膜中多价不饱和脂肪酸的攻击分别是放电区及远程30cm后灭菌的主要原因.氧等离子体中紫外光的灭菌效果微弱.     

等离子体发生器脉冲放电特性实验研究

实验研究了自然环境压力条件下等离子体发生器的脉冲放电特性.利用动态分压器和罗果夫斯基线圈型电流传感器测试了脉冲放电过程中消融毛细管等离子体的负载电压和放电电流.实验发现:在放电回路中使用钳位二极管可以有效地调整脉冲放电状态,提高等离子体发生器工作稳定性;调整放电回路的参数值也实现了回路的过阻尼放电,达到使用二极管整流的效果.     

脉冲等离子体震源及其在海洋地震勘探方面的应用

结合PSS500J研究成果,介绍了脉冲等离子体震源的构架,详尽分析了脉冲等离子体震源电路原理和放电过程,给出了脉冲等离子体震源的一个应用实例。研究表明,脉冲等离子体震源的放电过程分为电容放电和电感放电两个阶段。激发产生的电脉冲为单脉冲,脉冲持续时间不足0.2ms,而传统电火花震源激发产生的电脉冲为衰减震荡脉冲,脉冲震荡持续时间可达1ms,这使得脉冲等离子体震源地层分辨率明显高于传统电火花震源。此外,脉冲等离子体震源放电激发时,负载电阻和高压电极与地极之间的距离无关,且负载电阻远大于传输电缆的电阻,能量传输效率明显高于传统电火花震源。PSS500J脉冲等离子体震源系统的研制成功,打破了国际垄断,对于我国海洋工程、海洋地学研究甚至国防均有较大意义。     

不同时间尺度等离子体气动激励特性的测试诊断

为了揭示ns脉冲等离子体气动激励与流场附面层耦合作用机制,提高等离子体气动激励控制附面层的能力,对不同时间尺度的等离子体气动激励的放电特性和体积力等进行了测试诊断。实验结果表明:ms、μs、ns脉冲放电的放电电压相差不大,但ns脉冲的最大放电电流明显高于ms和μs脉冲,最高可达到4 A;激励电压越大,等离子体气动激励诱导体积力越大;ms、μs脉冲等离子体气动激励诱导体积力水平方向分量较大,ns脉冲水平方向体积力近似为零;ns脉冲垂直方向体积力不为零,与ms和μs脉冲相差较小。     

3000m^3／h烟气脱硫试验系统的设计与运行

在基础性研究工作的基础上，进行了３０００ｍ＾３／ｈ脉冲放电等离子体烟气脱硫的小型工业性试验。该试验结果证实了脉冲放电等离子体烟气脱硫技术的可行性。     

放电电压形式对空心阴极甲烷放电等离子体组分及离子能量的影响研究

为了优化空心阴极结构中有机气体放电制备类金刚石薄膜的放电电压形式,掌握放电等离子体组分及能量特性,采用直流和重复频率脉冲两种外施电压形式,运用发射光谱诊断法结合数值仿真研究了不同放电电压形式下空心阴极甲烷放电等离子体组分特性。研究结果显示,放电平均电流接近时,直流电压作用下的甲烷分子解离程度比重复频率脉冲电压作用下更高。升高直流电压或脉冲电压幅值,增加脉冲宽度,提高脉冲频率,均可促进甲烷分子解离。不同放电电压形式下甲烷放电等离子体中的单碳离子比例差异较大,重复频率脉冲电压作用下,放电等离子体未充分发展,且电子能量更高,利于单碳离子的生成,使单碳离子比例更高。同时,利用减速电场法获得了不同放电电压形式下到达基底的离子能量分布情况,发现重复频率脉冲电压作用下的离子能量更高,并呈双峰分布,直流电压作用下离子能量呈单峰分布。离子能量与外施直流电压或脉冲电压幅值呈正相关性。     

设计参数对脉冲等离子体推力器性能的影响

脉冲等离子体推力器的性能受电气参数、结构设计参数等方面的影响.针对脉冲等离子体推力器效率低的问题进行了理论分析并设计实验进行了验证,研究了设计参数与推力器性能之间的关系.结果表明,推力与放电电流有密切的关系,而脉冲等离子体推力器的电极间距、放电能量等设计参数对推力、放电电流等又有较大的影响.实验结果对设计高性能的推力器有参考价值.     

电极等间距排列的等离子体显示屏及其驱动技术

采用寻址与显示分离(ADS)技术的传统彩色等离子体显示器(PDP)应用于高清晰度显示时，分辨率和子场数目的提高将导致亮度降低。采用电极等间距排列的PDP屏，介绍了重复行(LR)驱动方法和交替表面发光(ALIS)驱动方法，并提出一种新的复合型驱动方法，同时提高了彩色PDP的分辨率、子场数目和亮度，测量结果表明，峰值亮度达到450cd/m^2。     

彩色等离子体显示器闪烁指数评价法

为减小彩色等离子体显示器(PDP)的闪烁，在分析PDP闪烁的主要原因是固定位置的高亮度输出和子场间强烈亮度差的基础上，根据闪烁理论和亮度的脑电图响应模型，提出了用闪烁指数评价PDP闪烁的新方法．该方法认为闪烁主要是由直流亮度分量上叠加的基频亮度分量引起的，因此定义闪烁指数为基频分量和直流分量平方和的正平方根之比．对闪烁指数的仿真计算结果表明：增加子场数目、主要权重子场的对称选取及它们在一帧中的均匀交错分布都会使闪烁指数减小．根据图像的灰度区间选择适当的子场顺序，可以进一步优化闪烁。     

维持电压对彩色交流等离子体显示器光电参量的影响

为了改善彩色交流等子体显示器（AC－PDP）的性能，采用静态测量法研究了维持电压脉冲幅度和频率对彩色AC－PDP着火电压，熄火电压，维持电压余度，平均放电电流，亮度，发光效率和白场色度等光电参量的影响。结果表明，随着维持电压幅度和频率（12.5-50kHz)的提高，等离子体显示器平均放电电流和亮度增加，白场色度基本保持不变，而发光效率降低；分析得出导致发光效率降低的主要原因是；Xe原子的自吸收现象和荧光粉的受激辐射饱和。因此，在确定驱动波形时，应在使显示器图像显示稳定的前提下，兼顾其亮度，发光效率，功耗和寿命，合理选择维持电压幅度和频率。     

PDP玻璃中金属锌的环境溶出特性

通过BCR三步逐级提取法、TCLP程序和DTPA及EDTA生物可利用性提取法,对废弃等离子显示屏玻璃中金属锌的环境溶出特性进行研究。结果表明:废弃PDP玻璃前、后板中Zn的化学形态均以可交换与弱酸溶解态和可还原态为主,前板中可氧化态Zn含量高于残渣态,后板中则残渣态Zn含量高于可氧化态Zn含量。废弃PDP玻璃具有较高的环境浸出毒性,其中,Zn的高浸出毒性主要是由可交换与弱酸溶解态和可还原态决定的,前、后板中这2种形态Zn的浸出量分别占其浸出总量的91.06%和96.79%,而可氧化态和残渣态对其TCLP浸出毒性贡献不大。废弃PDP玻璃中Zn的生物有效提取绝对量较高,其中,后板中Zn的EDTA提取量高达812.17mg/kg,废弃PDP玻璃潜在的生物可利用性非常高。     

一种等离子体显示运动图像动态假轮廓评测新方法

针对交流等离子体显示器(ACPDP)运动图像动态假轮廓的产生机理,建立了基于子场划分的ACPDP运动图像亮度感知模型,并在该模型的基础上提出了ACPDP运动图像动态假轮廓的评测方法.首先根据建立的ACPDP运动图像亮度感知模型及图像运动速度计算出相邻两场每个像素的子场积分向量,并以一场时间为积分时间,用动态积分法对两个子场的积分向量进行计算,得到运动图像动态假轮廓的评测结果.该方法不仅符合人眼视觉系统跟踪及积分效应,而且符合ACPDP子场驱动方法的特点.在不同运动速度和不同子场编码条件下,仿真结果与实际经验及已有的研究结果相符,能正确地反映出运动速度和子场编码对动态假轮廓的影响,可应用于子场编码方案的优化.     

消除彩色PDP运动图像动态假轮廓的延伸编码及优化

为了解决常规的线性延伸编码在消除动态假轮廓时需要子场数目多的不足，从动态假轮廓的成因入手，在常规的线性延伸编码尾部添加微调码，对其进行了改进和优化；为了维持原有的子场数目，引入了误差扩散技术。仿真结果表明，改进后的线性延伸编码能够有效地消除动态假轮廓，运动图像和静止图像的相关系数为0．8972，使图像显示质量大为改善。     

PDP用压延铜箔表面黑化处理研究进展

压延铜箔表面黑化处理工艺复杂,生产成本高,在等离子显示领域中的应用受到极大限制。为了促进等离子显示屏（plasma display panel,PDP）用压延铜箔的发展,对其表面黑化处理工艺进行综述。通过阐述等离子显示屏的工作原理,总结归纳出PDP用压延铜箔的相关性能要求,着重介绍了PDP用压延铜箔的表面黑化处理工艺,为后续PDP用压延铜箔的研究提出结构致黑这一新的思路。最后通过分析PDP用压延铜箔表面黑化处理的生产现状,提出实际生产中存在的一些问题,以促进PDP用压延铜箔的发展。     

气体放电管器件IV测试系统

介绍了一种气体放电管的电流-电压测试平台的设计与实现,利用整流电路与信号滤波电路将交流电源变成直流电源,使用万用表的电流档来测试放电管的两端电压。该平台主要用于验证放电管器件的伏安特性的两段区域,具有测试速度快和易于操作等特点;并且可以利用该平台来研究PDP器件的物理机制。     

气体放电管器件Ⅳ测试系统

介绍了一种气体放电管的电流一电压测试平台的设计与实现,利用整流电路与信号滤波电路将交流电源变成直流电源,使用万用表的电流档来测试放电管的两端电压。该平台主要用于验证放电管器件的伏安特性的两段区域,具有测试速度快和易于操作等特点;并且可以利用该平台来研究PDP器件的物理机制。