臭氧发生器放电方式的原理与特性

臭氧发生器放电方式的原理与特性

 电晕放电（正、负）
       放电电极系的不均匀性形成不均匀电场，在距离高压电极极近处，会形成局部等离子区的放电称为电晕放电。根据外加高电压的极性分为正电晕或负电晕放电。电晕放电在放电空间上缺乏均一性，臭氧的生成效率较低。

射光电晕放电（正、负）
       在电晕放电中，从高压电极产生射光状放电场合，特称之为射光电晕放电。与电晕放电一样根据外加高电压极性分为正或负电晕放电。与电晕放电相比，其放电均一性有所提升，但放电区的电子能量在空间上的变化较大，不适合用于臭氧发生器。

无声放电

       如今无声放电是放电型臭氧发生器普遍应用的放电方式。在一对平行电极的一边或两边设置一层介电体（主要是玻璃或陶瓷），当两电极间加上交流高电压，就会无声放电。这时电极间短时间内会反复生成和消失很多微脉冲电（microdischarge）。无声放电产生之微放电柱的代表性参数如表所示。将电极间隙降至1mm以下，并维持整个放电空间为生成臭氧必要的高电场，便能高效生成臭氧。

沿面放电

       这是一种沿着密贴金属电极介电体表面的放电，与电晕放电或无声放电相比，其放电的电子密度要高2位数左右。故在电极附近，高密度高能量的电子会大量生成臭氧，但随与电极距离加大，电子密度、能量会急速降低，因此应用于臭氧发生器时，需注意原料气体的流道。

有报导总结了陶瓷介电体进行沿面放电臭氧发生器的特性。交流高电压（10kH2）、空气原料、油冷却时，能获得很大浓度15000pm，很大收获率达5.9kWh/kg的臭氧。

辉光放电

       在正离子撞向阴极表面产生的a作用下，会释放自由电子。靠此二次电子维持的乃冷阴极放电。其放电稳定且放电体积大，但在大气压下很难发生，主要在低压下（10Tor以下）放电稳定。因此臭氧发生效率较低，一般较难应用于臭氧发生器，但近年来，已有在大气压下进行辉光放电的试验。

电弧放电

在辉光放电中，当施加电压增加，能量增加的正离子就会与阴极发生碰撞，导致阴极温度上升。当电极材料为熔点较高的物质（钨或碳等），电极表面会释放出热电子。此热电子助长电离而使正离子的密度增加，由此会进一步加热电极材料及释放热电子，很终达到放电电压较低的电弧放电。与其他放       电比较，电弧放电电流极大，但放电仅局限于几条射光区，所以臭氧的生成效率较低。

新的放电方式[重叠（复合）放电、双重放电]，共面放电

       双重放电型臭氧发生器是利用阴极电极上设置备用放电电极，备用放电电极在放电间隙内产生电子，并将此电子作为初始电子促使主放电的方法。实验室用的低浓度臭氧中，用O2/He混合气体可得到2.2~2.5kWh/kg的生成效率，此值与表1中臭氧发生效率相比已非常大。如想在空气中得到稳定的放电，需加电压为陡升波形，其斜度dV/dt≥0.6kV/ns，且备用放电至主放电的延迟时间为30~50ns。

       复合放电式臭氧发生器能在无声放电与沿面放电同一放电空间发生，并可降低放电初始电压以及放电保持电压。在沿面放电与无声放电的重叠放电方式中，已实验用同一放电反应器使用单相及3相交流电。据结果称，用3相交流电压，生成的臭氧量更大。

       前述在沿面放电型臭氧发生器中，高电压及接地电极通过介电体相对设置，有的建议将两个电极配置在同一平面再用介电体薄膜覆盖的结构，从而成为一个共面放电型的臭氧发生器。