沿面放电陶瓷片工作原理、应用、问题和对策

沿表面放电陶瓷片是小型臭氧发生器的核心部件。目前，陶瓷片的应用范围正在逐渐扩大：从小到小

中型，通过空气扩展到水处理。陶瓷片的使用也遇到了一些问题。为了利用好沿表面放电的陶瓷片，制作陶瓷片，制作

为了制造出性能优异的臭氧发生器，本文介绍了沿表面放电陶瓷片的基本原理，并生产了多年

评估和测试的经验，以及与用户合作中遇到的一些问题，列在后面，并提供一些行业已经采用的问题

有效的解决方案，供参考。

沿表面放电陶瓷片是利用陶瓷绝缘介质表面沿表面放电产生低温等离子体来实现臭氧功能的装置

件。

沿表面放电陶瓷片的结构特点是：电极分别布置在陶瓷基片的两侧，如图所示：

正面为放电电极(通常为线性)，背面为感应电极(通常为板状)，并接地。电压不是很高

在两极上，由于陶瓷基片绝缘良好，很难出现放电通道。只有两个极之间的电压大于一个临界值

当高频正弦交流作用时，在放电电极附近有限的表面进行电晕放电。此时，陶瓷绝缘介质的表面相当大

在极板上，在高频高压正弦交流电的作用下，放电电极附近的表面不断捕获和发射电荷。当电压为电压时。

半周临界起晕电压Uth当放电开始时，正电荷聚集到放电电极附近的介质表面，即电子加速到非常快

高能量从介质表面传递到放电电极。随着电压的升高，放电继续，更多的正电荷被束缚在介质表面，介质表面，这是一种正电荷

一个过程一直持续到峰值电压U。停止放电过程，介质表面正电荷不会消失。

当电压开始下降时，介质表面的正电荷仍然不动，放电没有发生，并持续下降到负半周-

Uth，此时，放电开始，介质表面的正电荷离开，负电荷在表面积累，即电子从放电中加速到高能量

电极传输到介质表面，这一过程持续到负半周峰值电压-Up，停止放电过程。

当电压再次上升到半周临界晕电压Uth正电晕放电再次开始，整个放电过程交替进行

因此，沿表面放电过程是反复建立和破坏介质表面的静电平衡状态，反复击穿表面气体和介质

异性电荷在表面反复充放的过程。

根据沿表面放电陶瓷片的工作原理，影响其放电的因素很多，如介质材料的绝缘性能、电极的结构等

配置、电极表面的气体条件和激励电源的性能参数。20世纪70年代和80年代的日本研究表明，电器沿着表面放电

钨电极和AL由于钨的热膨胀系数和AL203陶瓷相似，加热后电极不会

与陶瓷分离时，陶瓷基片具有良好的绝缘性和机械强度。因此，这种沿表面放电装置具有良好的电力和电力

机械、热和化学性质。然而，除了合理选择臭氧陶瓷器件外，制造性能优异的臭氧发生器还必须注意

影响因素的各个方面。

实验证明：

l、放电能量与供电电压的峰值Upp随着放电发光长度的增加，Upp增长和增长，一般在空中

气中，当Upp为6-8KV放电发光长度为2.5-3.4mm，所以，Upp臭氧产量越高，臭氧产量越高。

2.面部放电器件的临界起晕电压Uth值是供电频率f的函数，f越大，Uth越低，即在高频条件下，沿表面

放电陶瓷片具有较低的起始工作电压，有利于提高臭氧产量。临界晕电压Uth还有气体条件

不同的气源和工作环境会影响关闭Uth放电过程的大小和完善程度，可直接影响臭氧产量。

3.未放电时，沿表面放电的陶瓷片为纯电容。介质表面充电面积越大，电容越大。

在此过程中，设备可以显示电阻和电容的二重性，其特性不仅与充电面积有关，还受到放电气源和工作环境(温度)的影响

程度、湿度等。)，因此，沿表面放电器件的电阻和容量特性是动态的。配置电源时，必须注意适应

它在不同使用条件下的阻容特性。下面列出了使用中的问题和对策。

一、陶瓷片使用过程中，放电电极变细变短，臭氧产率下降。

在高频高压放电的情况下，即使放电电极是钨烧结体，电极材料的氧化和迁移也是不可避免的。解决办法是

在放电电极上覆盖一层纳米氧化铝保护层。国外数据表明，氧化铝可以大大提高钨的抗氧化性。我们所做的

经考核证明，带纳米氧化铝保护层的沿表面放电陶瓷片寿命长，臭氧产量稳定。

二、陶瓷片工作时温度升高，臭氧产量降低，氮氧化物增多。

由于陶瓷片放电时能量密度较高，温升快，会使臭氧产率迅速下降。正如我们所知，解决方案：

粘贴散热器，强制风冷或水冷，这对陶瓷片的平整度提出了严格的要求。因为我们生产的沿表面放电陶器

瓷片的电极是钨烧结体，烧结温度高，不可避免地会使陶瓷片变大或变小。为此，我们采用了它

整平工艺，保证胶片的平整度能满足用户的使用要求。

此外，应该指出的是，随着陶瓷件工作温度的升高，仍然存在氮氧化物升高的问题。我们应用美国

Beckmen Industrial公司的Model 955 NO／NOx Analyzer仪器分析，我们的钨电极陶瓷片和一些材料

结果如下：

不难看出，沿表面放电的陶瓷片在工作时，以空气为气源，在产生臭氧的同时，总会产生氮氧化物。

控制陶瓷片的工作温度是很重要的，因为适当选择放电电极材料的成分是不可忽视的

素。

三、在某些特殊场合使用电极损耗问题。

在某些场合使用沿表面放电的陶瓷片，如鸡舍的除臭、杀菌、消毒等。鸡舍的空气中有更多的氨

硫化氢和水蒸气。当陶瓷片放电时，硫酸、硝酸和其他产在电极附近合成，导致金属电极腐蚀。

通过长期的实践和分析，采期的实践和分析，取得了良好的效果：

1、发电机的电源应与陶瓷片相匹配；

2、适当加厚陶瓷片放电电极的保护层；

3、臭氧发生器加入空气罩，从室外引入新鲜空气作为气源。

四、陶瓷片上厚厚沉积物的问题。

垃圾站的环境极其恶劣，沿着表面放电的陶瓷片经受了严峻的考验。连续工作2天后，陶瓷片沉积在陶瓷片上

一层毛茸茸的白色絮状物，其味咸涩，分析为硝氨、硫氨盐，影响放电和臭氧产量，解决方法如下：

1、从室外引入新鲜空气作为气源；

2、发电机设置活动门，便于定期清洁陶瓷片表面；

3、配有小毛刷、百洁布和小瓶酒精的发生器。

五、陶瓷片在高湿环境中使用遇到的问题。

一些臭氧发生器的使用环境特别潮湿，如水产品加工车间、肉类和家禽屠宰加工车间、乳制品加工车间等

湿度达到80%-90%甚至更高，沿表面放电的陶瓷片启动缓慢，对于一些需要频繁启动的周期性臭氧

就发生器而言，不能满足要求。

1、在陶瓷片表面增加致密保护层，提高防潮性，缩短放电启动时间；

钨陶瓷电极片

室温25℃

室内空气NOx浓度(PPM)1.56

陶瓷片工作

温度25℃ 35℃ 46℃ 55℃ 62℃

NOx浓度(PPM) 3.23 3.63 3.74 4.04 4.28

某种陶瓷材料片电极

室温25℃

室内空气NOx浓度(PPM)1.4

陶瓷片工作

温度25℃ 35℃ 50℃ 60℃ 76℃

NOx浓度(PPM) 3.52 4.71 11.81 86.76 163.46

2、试用开放式缝隙放电器件。

我们已经采用并正在评估这些方法。

六、低温启动中遇到的问题。

自激振荡的高频高压电源与沿表面放电的陶瓷片相匹配，通常在室温下制造和调试。当进入低温环境时

有时，由于陶瓷片的阻容特性的变化，有时会遇到无法振动的问题。在这方面，陶瓷可以在发电机启动时启动

适当预热，使其快速进入工作状态。一旦正常放电，就可以连续运行。

七、供气源对臭氧产率的影响。

气源是产生臭氧的原料。气源状态将直接影响陶瓷片的臭氧产量。就气源成分而言，氧气中含有氧气

数量越多，产生的科研机构就越多，所以作为乞讨来源的纯气是最重要的。使用空气源时，不仅成分中的氧气含量仅为

20%，自然空气受天气影响很大。当温度和湿度过高时，会影响陶瓷片的放电过程，使臭氧产量

使用空气源时，需要采取过滤、干冷冻等措施。

现在，沿表面放电的陶瓷片逐渐发展到水处理中，需要臭氧产量大、浓度高的臭氧发生器，因此，

多片沿表面放电的陶瓷片组合在小体积容器中密封，使气源气体通过陶瓷片的放电表面，从而获得高度

高产量的臭氧。这种形式。臭氧发生器效率高，功耗低，每小时可产生几十克到几百克

臭氧在中型水处理设备中有很大的应用潜力。值得一提的是，这种臭氧发生器使用多片陶瓷

瓷片的组合和气源气体分配到每个陶瓷片表面的方式对臭氧产量有比较大的影响。影响很大。我们真正的发现是气源

沿陶瓷片放电表面的气体应具有一定的循环长度。气流越大，循环长度越长。因此，气体应串联进入

在保证臭氧浓度的前提下，进入各种陶瓷片可显著提高臭氧产量。

此外，气体应尽可能靠近放电表面，即通风间隙不宜过大，可提高产生的臭氧浓度，更适合水

应用于管理。 不难看出，气源、电源、陶瓷是一种性能优良、符合使用要求的臭氧发生器

这是一个系统工程，在设计、制造和使用中取得了巨大的成功。它要求陶瓷片的生产者、发电机件人和用户相互研磨

只有通过合理的理解、持续的沟通和协调才能完成。还有一点情况和问题，抱怨别人，这无助于解决问题。

这是因为很多问题往往集中在陶瓷片不工作或者工作不理想，但有时候原因并不简单

这是因为陶瓷片有问题；因此，我希望臭氧行业的同行能够共同努力，做好臭氧发生器