摘要：设计"针-网"结构的离子风发生器,用于大功率LED芯片散热.分析正、负电晕放电离子风的产生及强化传热机理,通过实验研究不同工况下,芯片引脚温度、系统总热阻、平均换热系数等参数的变化规律.研究结果表明:相同条件下,负电晕放电离子风的散热效果优于正电晕放电,系统总热阻更小,平均换热系数更大;当放电针分布于LED芯片附近时,系统的散热效果更显著;离子风速度随过电压增加而线性增加,并与放电间距成反比;设计的离子风散热系统具有与压电风扇相接近的散热效果,但无运动部件,工作噪音小.

摘要：LED芯片结温对其光电性能影响很大,因此需要一种有效的热管理方式。设计一种"针-网"式离子风散热器,通过实验研究了电晕放电产生离子风在LED前照灯冷却中的应用,探讨了热学和光学性能之间的关联机理。结果表明,使用离子风散热技术可以有效降低LED芯片结温,削弱色度坐标的红移,减缓光通量的衰减速度;LED光源的两个重要颜色指标相关色温(CCT)和显色指数(CRI)在离子风作用下均不会有明显变化;当放电功率为2 W时,将获得更加对称和均匀的光分布。验证了离子风散热技术用于大功率LED前照灯散热的可行性。

摘要：针对现用离子源工作时需外接庞大复杂的供气装置,不利于便携的不足,提出了一种基于离子风的敞开式离子源和微型气泵集成系统。设计了一种新型阵列式针-柱放电电极结构,其可以在大气压下实现敞开式离子源和微型气泵双重功能。选用0^-20 000V的负直流高压供电电源,10mm的针-柱间距,分别对单排针-单柱,单排针-双柱,双排针-双柱3种放电电极结构进行电晕放电,并采用testo 405-V1风速计进行风速测量。结果表明,双排针-双柱产生的风速最大。采用COMSOL多物理场仿真软件对3种电极结构进行离子风仿真,并与实验结果对比,结果吻合良好。以双排针-双柱电极结构进行了离子源和微型气泵集成系统实验。结果显示:该结构放电产生的离子风最大为2.11m/s,可以将装置后端处的乙酸样品吸入;电离产生的最大电流信号为-10nA左右,表明该装置实现了电离功能。本文所设计的离子源和微型气泵集成系统,实现了后吸式进样并电离,省去了庞大复杂的供气装置,有望应用于便携式分析仪器中。

摘要：为探究多级针-网式离子风散热系统的性能和针对多级离子风散热装置进行优化设计,提出一种多级针-网式离子风散热系统装置,研究多级级数、级间隙、放电电压对离子风最大风速和发热片的散热温降的影响。结果表明,在相同电压时,多级比单级散热性能更好,能把11 W的发热片降低到更低的温度,并获得更大的离子风最大风速。多级装置离子风最大风速可达2.6 m/s,能把11 W的发热片温度降到90℃左右,温降可达105℃左右,而单级只能降到110℃,温降约85℃。

摘要：为了实现敞开式离子源和微型气泵的系统集成,设计了一种小型阵列式针-柱电极结构。采用0^-20000 V,最大输出电流5 m A的负直流高压电源提供负高压,实现针-柱间稳定的负电晕放电,产生离子风。对单排针-单柱、单排针-双柱、双排针-双柱三种不同的针-柱结构进行的放电实验表明双排针-双柱结构产生的风速最大。采用testo 405-V1风速计对4,6,8,10和12 mm五种不同的针-柱间距放电产生的离子风进行风速测量,表明针-柱10 mm间距时产生的风速最大,为2.11m/s。采用双排针-双柱、间距10 mm的针-柱电极结构进行了乙酸的进样和电离实验,p H试纸变红表明乙酸在离子风的驱动下实现了进样,放电电压-12000 V时法拉第杯检测到的电流值为-200 p A表明乙酸实现了电离。该离子源和微型气泵集成系统减少了外接庞大复杂的供气系统,产生的离子风流速以及电流强度值和稳定性满足高场非对称波形离子迁移谱仪等分析仪器的要求,有利于分析仪器的微型化。

摘要：设计了一种小间隙针-柱放电结构,通过大气压环境下稳定的气体放电,实现离子风.放电阴极采用针尖直径为56.4μm的不锈钢针,放电阳极采用直径4 mm、长60 mm的紫铜圆柱.放电电源采用0^-20 000 V的负直流高压电源,在镇流电阻12 MΩ、放电电阻12 MΩ、测试电阻1 kΩ、针-柱间距2.2 mm、大气压、无外界通入气流、室温条件下进行放电实验.TDS1002B-SC泰克示波器记录的特里切尔放电波形、伏安特性曲线以及数码相机拍摄的放电发光图像验证了针-柱结构产生了稳定的电晕放电和辉光放电.实验中采用testo 405-V1风速仪进行风速测量.不同针-柱间距和不同镇流电阻阻值的实验结果都表明:在电晕放电阶段,离子风风速随放电电压的增大而增大;进入辉光放电后,离子风流速反而减小.

摘要：离子风在航天、环境、材料、能源和军事等领域有着广阔的应用前景。笔者依据电晕放电的原理,提出了一种"多针—网"的结构,成功实现了离子风的激发。在针电极电压为-4 310 V、网电极接地的实验条件下,该装置激发的离子风风速可达1.1 m/s。另外,笔者利用机械式法拉第筒对离子风进行了微电流检测,检测电流强度最高可达-10 nA,相比而言,加高压前的离子风装置的暗电流仅为-40 pA。实验结果表明,"多针—网"结构可以作为离子源使样品电离,并使大量的样品离子随离子风的流动而运动,完成样品离子的进样。因此,这种"多针—网"结构的离子风设计可以将传统质谱仪中的离子源和进样系统合二为一,从而简化质谱分析的过程、减小质谱仪的体积,有望在实时在线分析的便携式质谱仪中应用。

摘要：为了实现一定气体流速的离子风,设计了一种新型的阵列式三排3×3垂直放置的针—柱电极结构放电装置。在针—柱之间间距为3mm、排与排之间间距为8mm、镇流电阻12MΩ、放电电阻12MΩ、测试电阻1kΩ、大气压环境、室温、无外部通入气流时,阵列式针—柱电极实现了稳定的电晕放电,并通过示波器记录的放电波形、数码相机拍摄的发光图像以及放电伏安特性曲线进行了验证。同时,随着阵列式排数的增加,放电电流变大,离子风风速也随之增大。该针—柱结构易于用MEMS工艺加工制作,可应用于便携式分析仪器中。

摘要：针对功率型LED芯片传统散热方案能耗高、散热效率低的缺陷,设计了一种线-网电极离子风发生器,并通过试验研究其工作性能。以LED芯片的引脚温度和离子风风速为目标参量,探寻发生器在不同线电极数、放电间距及电源极性时的散热系统的工作特性.结果表明:发生器采用8线电极形式,放电间距为10 mm,电晕电流为0.3 m A时,散热效果最佳,系统功耗较低;相同电压下,负电晕放电时产生的离子风速高于正电晕放电;与自然对流方式相比,LED芯片引脚温度最大降幅为36℃,散热效果较为明显.

摘要：采用大型湿式逆流冷却塔的火电厂,冷却塔耗水量占全厂总耗水量的65%~75%,但目前普遍使用的传统节水装置仅能回收利用极少部分水损失。本文研究了采用离子风原理从冷却塔水汽中回收水的可行性。在实验室建立了冷却塔水汽回收的模拟实验装置,对一个多线-筒式收水单元的水回收率和电损耗开展了测试,研究了电压、放电电极形式、电极高度和接地电极材料等参数对于水回收率的影响。优化参数后在实验室中实现了90%以上的水回收率,平均每度电可以回收1.13 t水。根据实验得出的优化参数,提出了一种蜂巢式的收水装置概念。该装置经济效益和环保效益显著,具有一定的推广价值。