本发明涉及低温等离子体发生器，特别是涉及一种双激励大气压射频等离子体发生器。
背景技术：
1、射频驱动的感应耦合等离子体（rficp）是一种常见的等离子体产生技术，通过射频电场和磁场的耦合作用，在高频交变电磁场的激励下使气体分子电离并形成等离子体。由于无电极的放电模式，没有电极烧蚀所引起的污染问题，能产生高密度的纯净等离子体。作为一种非常洁净的高温热源，在高纯涂层制备和高纯粉体处理方面具有明显技术优势，可广泛应用在粉末球化、热障涂层、生物陶瓷涂层、薄膜沉积和净成型等领域。
2、然而，传统的感应耦合等离子体是将射频功率施加到感应线圈导体两端, 然后通过介质管耦合到等离子体中，但是其能量转换效率较低。射频产生的涡旋电场会在金属顶盖上产生涡旋电流，造成射频能量的损耗。在趋肤效应的影响下，感应耦合等离子体在靠近等离子体边缘处电流密度最大，温度最高。最高温度集中于等离子体炬外层管靠近内壁、感应线圈水平位置附近，当向感应耦合等离子体炬提供高功率时，会导致外层管内壁面的热通量增加，造成外层管的损伤，从而对感应耦合等离子体炬的使用寿命产生很大的影响。悬浮电位的存在也会导致局部放电、电晕、电磁干扰等问题，影响设备的安全性和稳定性。射频等离子体能量利用率低、稳定性差、寿命短等问题也严重影响了大功率感应耦合等离子体炬的工业应用。
技术实现思路
1、本发明的目的是：设计一种能够解决上述问题的双激励大气压射频等离子体发生器。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种双激励大气压射频等离子体发生器，包括：射频电源、射频匹配器、感应线圈、金属顶盖、金属底座以及炬管组件；
3、所述炬管组件包括外层管、中层管、内层管，所述感应线圈环设于所述外层管的部分外周壁上，将该部分所述外层管对应的内腔限定为放电腔室，所述中层管从上往下同轴插设于所述外层管内，所述中层管的上端凸设于所述外层管的上端，所述中层管的下端与所述放电腔室连通，所述内层管从上往下同轴插设于所述中层管内，所述内层管的上端凸设于所述中层管的上端，且所述内层管的下端凸设于所述中层管的下端并与所述放电腔室连通，所述感应线圈的两端分别通过所述射频匹配器与所述射频电源电连接；
4、所述金属顶盖及所述金属底座上下间隔设置，所述炬管组件部位设于所述金属顶盖及所述金属底座之间以使所述放电腔室位于所述金属顶盖及所述金属底座之间，所述金属顶盖及所述金属底座分别通过所述射频匹配器与所述射频电源电连接。
5、进一步地，所述金属顶盖及所述金属底座均部分套设于所述外层管上，且所述金属顶盖位于所述外层管的上端，所述金属底座位于所述外层管的下端，所述外层管及所述感应线圈的外周还套设有绝缘炬体，所述绝缘炬体的上端与所述金属顶盖连接，所述绝缘炬体的下端与所述金属底座连接。
6、进一步地，所述金属顶盖及所述金属底座之间通过至少两个绝缘连接杆连接，各所述绝缘连接杆均设于所述绝缘炬体的外周。
7、进一步地，所述感应线圈的一端与所述金属顶盖连接，另一端与所述金属底座连接，以使所述金属顶盖及所述金属底座分别通过所述感应线圈与所述射频匹配器电连接。
8、进一步地，所述射频匹配器及所述射频电源均设于所述绝缘炬体外部，所述感应线圈的上下两端分别沿径向穿设于所述绝缘炬体的外周壁从而分别与所述射频匹配器连接，所述金属顶盖通过第一金属连接器与所述感应线圈的上端连接，所述金属底座通过第二金属连接器与所述感应线圈的下端连接。
9、进一步地，还包括冷却管，所述冷却管套设于所述外层管上且位于所述外层管与所述感应线圈之间，所述冷却管的内周壁与所述外层管的外周壁之间具有冷却液通道。
10、进一步地，所述金属顶盖上开设有进液口及出液口，所述绝缘炬体上开设有均呈轴向设置的进液通道及出液通道，所述金属底座开设有呈径向设置的连接通道，所述冷却管的上端设于所述绝缘炬体内，所述进液口、所述进液通道、所述连接通道、所述冷却液通道、所述出液通道及所述出液口依次连通。
11、进一步地，所述绝缘炬体包括同轴且上下依次设置的第一炬体及第二炬体，所述第一炬体的上端与所述金属顶盖连通，所述第二炬体的下端与所述金属底座连接，所述第一炬体套设于所述冷却管的上端及所述外层管的上端，所述第一炬体与所述外层管之间具有所述出液通道；所述进液通道包括相互轴向连通的第一子通道及第二子通道，所述第一子通道开设于所述第一炬体上，所述第二子通道开设于所述第二炬体上，所述进液口与所述第一子通道连通，所述第二子通道与所述连接通道连通。
12、进一步地，所述第二炬体套设于所述感应线圈上且与所述感应线圈之间具有浇筑腔，所述浇筑腔内设有绝缘材料。
13、进一步地，所述外层管的内径在其延伸方向上平滑过渡。
14、本发明实施例一种双激励大气压射频等离子体发生器与现有技术相比，其有益效果在于：
15、本发明实施例的双激励大气压射频等离子体发生器，其本发明通过电感激励和电容激励的双重激励，有效地激发等离子体，实现了高效的电磁场耦合和能量转化。另一方面射频等离子体发生器的上下金属部件作为平板电极，避免悬浮电位的产生。这种设计减小悬浮电位带来的电磁干扰，大大增加了设备的安全性和稳定性。
1.一种双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，包括：射频电源、射频匹配器、感应线圈、金属顶盖、金属底座以及炬管组件；
2.如权利要求1所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述金属顶盖及所述金属底座均部分套设于所述外层管上，且所述金属顶盖位于所述外层管的上端，所述金属底座位于所述外层管的下端，所述外层管及所述感应线圈的外周还套设有绝缘炬体，所述绝缘炬体的上端与所述金属顶盖连接，所述绝缘炬体的下端与所述金属底座连接。
3.如权利要求2所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述金属顶盖及所述金属底座之间通过至少两个绝缘连接杆连接，各所述绝缘连接杆均设于所述绝缘炬体的外周。
4.如权利要求2所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述感应线圈的一端与所述金属顶盖连接，另一端与所述金属底座连接，以使所述金属顶盖及所述金属底座分别通过所述感应线圈与所述射频匹配器电连接。
5.如权利要求4所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述射频匹配器及所述射频电源均设于所述绝缘炬体外部，所述感应线圈的上下两端分别沿径向穿设于所述绝缘炬体的外周壁从而分别与所述射频匹配器连接，所述金属顶盖通过第一金属连接器与所述感应线圈的上端连接，所述金属底座通过第二金属连接器与所述感应线圈的下端连接。
6.如权利要求2所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述炬管组件还包括冷却管，所述冷却管套设于所述外层管上且位于所述外层管与所述感应线圈之间，所述冷却管的内周壁与所述外层管的外周壁之间具有冷却液通道。
7.如权利要求6所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述金属顶盖上开设有进液口及出液口，所述绝缘炬体上开设有均呈轴向设置的进液通道及出液通道，所述金属底座开设有呈径向设置的连接通道，所述冷却管的上端设于所述绝缘炬体内，所述进液口、所述进液通道、所述连接通道、所述冷却液通道、所述出液通道及所述出液口依次连通。
8.如权利要求7所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述绝缘炬体包括同轴且上下依次设置的第一炬体及第二炬体，所述第一炬体的上端与所述金属顶盖连通，所述第二炬体的下端与所述金属底座连接，所述第一炬体套设于所述冷却管的上端及所述外层管的上端，所述第一炬体与所述外层管之间具有所述出液通道；所述进液通道包括相互轴向连通的第一子通道及第二子通道，所述第一子通道开设于所述第一炬体上，所述第二子通道开设于所述第二炬体上，所述进液口与所述第一子通道连通，所述第二子通道与所述连接通道连通。
9.如权利要求8所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述第二炬体套设于所述感应线圈上且与所述感应线圈之间具有浇筑腔，所述浇筑腔内设有绝缘材料。
10.如权利要求1所述的双激励大气压射频等离子体发生器，其特征在于，所述外层管的内径在其延伸方向上平滑过渡。
