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龙图腾网获悉贵州大学申请的专利一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114867179B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210489148.0，技术领域涉及：H05H1/00；该发明授权一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置是由肖玮;刘小琦;肖立设计研发完成，并于2022-05-06向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置在说明书摘要公布了：本发明公开了一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置，它包括波导‑同轴转换器10，其特征在于：开缝矩形波导20的左右两端分别与波导‑同轴转换器10通过法兰盘连接；开缝矩形波导20与并联谐振腔体30并联连接；开缝矩形波导20包括矩形狭缝21，矩形狭缝21的位置在开缝矩形波导20的中心位置处；解决了现有技术无法准确测量大气压等离子体射流电子密度的技术问题。

本发明授权一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置在权利要求书中公布了：1.一种诊断大气压等离子体射流电子密度的微波测量装置的使用方法，所述装置包括波导‑同轴转换器10，其特征在于：开缝矩形波导20的左右两端分别与波导‑同轴转换器10通过法兰盘连接；开缝矩形波导20与并联谐振腔体30并联连接；开缝矩形波导20包括矩形狭缝21，矩形狭缝21的位置在开缝矩形波导20的中心位置处；所述测量装置的使用方法为：左侧波导‑同轴转换器为微波入射端口，右侧波导‑同轴转换器为微波出射端口；首先，微波通过入射端口进入开缝矩形波导中，然后通过矩形狭缝耦合进入并联谐振腔体中，通过调整开缝矩形波导的长度以及矩形狭缝的深度与宽度使得在谐振频率附近的耦合系数达到90；通过调整矩形狭缝的深度与宽度使得谐振频率为等于2.1221 GHz；通过调整并联谐振腔体的长度使电磁波在该装置中的工作模式为单模，即TE101模，通过压缩并联谐振腔体的宽度，使腔体内电场强度增大，从而提高测量的灵敏度；用高斯模型来描述大气压等离子体射流的电子密度分布，从而将大气压等离子体射流描述为一非均匀有耗介质，计算等离子体射流的介电常数分布；大气压等离子体射流的电子密度的轴向分布和径向分部均满足高斯模型，其中径向分布的最大值在中心位置处，轴向分布的最大值在起始位置处，通过优化开缝矩形波导20的长度以及矩形狭缝21的深度与宽度，使电磁波充分耦合到并联谐振腔体30中；通过压缩并联谐振腔体30的窄边，使电场强度增大1.4倍，从而提高对等离子体电子密度的测量灵敏度；使用高斯模型描述大气压等离子体射流的电子密度分布，从而通过计算谐振频率偏移来确定电子密度的值；开缝矩形波导20的长度、矩形狭缝21的深度与宽度、并联谐振腔体30的长度与宽度均通过有限元算法进行仿真优化确定； 仿真优化方法包括： 步骤1、定义变量：对开缝矩形波导20的长度、矩形狭缝21的深度与宽度、并联谐振腔体30的长度与宽度分别定义为不同符号的变量，通过改变这些变量的数值对并联谐振腔体30内的电场进行数值仿真计算； 步骤2、几何建模：首先构建一侧的波导‑同轴转换器10的几何模型，再通过对称操作，构建另一侧的几何模型；然后根据步骤1中定义的变量，构建开缝矩形波导20、矩形狭缝21以及并联谐振腔体30从而完成参数化建模； 步骤3、创建边界：通过步骤2中构建的几何模型对波导‑同轴转换器10中的同轴接头赋予集总端口激励边界，对波导‑同轴转换器10、开缝矩形波导20、并联谐振腔体30的四周赋予有限电导体边界条件，电导率设置为5.7×107 Sm； 步骤4、定义材料：将波导‑同轴转换器10、开缝矩形波导20、并联谐振腔体30的内部设置为空气材料，四周为有限电导体边界条件；波导‑同轴转换器10的内导体设置为铜材料，外导体设置为有限电导体边界条件，中间填充介质为聚四氟乙烯，介电常数为2.1，损耗角正切为0.001； 步骤5、设置物理场：对所有几何模型的计算域均设置电磁波传播物理场，求解器设置为电磁波频率求解器； 步骤6、划分网格：对计算域的所有几何模型划分网格，网格形状为四面体网格，其中波导‑同轴转换器10以及开缝矩形波导20的网格尺寸为波长的二十分之一，并联谐振腔体30的网格尺寸为波长的三十分之一； 步骤7、扫描计算：对步骤1中定义的变量的取值范围进行确定，并在确定的取值范围内扫描，计算出所有变量排列组合下的电场分布结果，将并联谐振腔体30中电场强度最大的变量组合作为结果。

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