由于这里所研究的N-APPJ的气体温度都接近室温，而射流产生在周围的空气中，因此通常射流所携带的电流是比较小的。另一方面，等离子体中各种活性粒子的产生开始都是由电子驱动的。因此提高射流所携带的电流将有助于提高等离子体射流的活性。为了提高射流所携带的电流，采用如图1.5.1所示的装置，它采用单电极结构，且电极的电场方向与射流的推进方向一致[110]。其高压电极由2 mm直径的铜丝制成，它插入到一端封口的石英管中。高压电极与脉冲直流高压电源相连。该脉冲电源的峰值电压可达10 kV，最高频率10kHz，脉宽为200ns到直流可调。当打开脉冲电源和氦气流，一长约4cm的等离子体射流即产生在周围的空气中，如图1.5.1（b）所示。
图1.5.1 实验装置示意图及等离子体射流照片[110]
（a）石英管的内外直径分别为2mm和4mm，针筒的内径为6mm，其前端的喷嘴内径为1.2mm，石英管的前端与喷嘴的距离为1cm；（b）电压为9kV，脉冲频率为1kHz，脉宽为800ns，氦气流速为2L/min
图1.5.2给出了放电的电流和电压波形。图1.5.2（a）给出了电压Va、总电流Ion及位移电流Ioff波形。位移电流是在关闭氦气流，没有放电情况下测量的。应该指出的是，放电电压在有、无放电时波形是一样的。由于采用的是脉冲直流高压，脉冲上升时间很短，位移电流达到20多个安培，总电流Ion与位移电流Ioff的区别很小。为了更清楚地了解放电电流，将放电电流，即总电流与位移电流的差画在图1.5.2（b）中。从图中可以看出，一个电压脉冲有两个电流脉冲信号，分别对应于电压的上升沿和下降沿。处于下降沿的第二个脉冲电流信号是由于第一次放电积累在石英管外面的电荷导致的。从图中可以看出放电电流在500mA左右。为了获得射流所携带的电流，采用Tektronix公司的TCP202电流探头来测量。该探头的孔径为3.8mm。让射流穿过探头的小孔，从而获得射流所携带的电流。测量结果如图1.5.2（b）所示，其峰值达到360mA。这也是在国际上首次对射流所携带电流进行报道。
图1.5.2 放电的电流和电压波形
（a）施加电压Va、总电流Ion，以及位移电流Ioff波形；（b）施加电压Va、放电电流Idis，以及射流携带电流Iplume波形[110]
这里的射流电流达到几百毫安的量级是由以下几个方面原因导致的。首先，由于这里采用的是单电极，射流是放电回路的一部分，也就是说，放电电流基本上都通过射流，从图1.5.2（b）可以看出，放电电流与射流携带电流是相近的。这与许多其他装置不同，那些装置采用双电极，等离子体主要产生在两个电极之间，因此射流所携带的电流就比较小。此外，该装置采用脉冲直流驱动，如许多报告指出的，采用脉冲直流驱动DBD放电的电流比采用千赫兹交流驱动的放电电流可大几个量级。(www.xing528.com)
有趣的是，当将电流探头往喷嘴方向移动时，射流携带电流的幅值没有显著变化，但其出现的时间往前移动。依此可推算得到射流的推进速度约为8×104m/s。根据图1.5.2（b）可估算得到射流所消耗的功率略小于1 W。
该等离子体射流的气体温度接近室温，人体可以任意接触，如图1.5.3所示，尽管手指与射流接触的地方等离子体很亮，但手指没有任何热感或者电击感。
图1.5.3 手指接触射流的照片[110]
为了获得该等离子体射流的转动温度，通过对比氮气的第二正则系辐射光谱的实验和模拟值的最佳吻合来获得。图1.5.4给出了实验和模拟结果。当转动温度为300K，振动温度为2950K时，实验所测得的光谱与模拟光谱吻合得最好。因此该等离子体射流的振动温度远高于其转动温度，也就是说，该等离子体处于极端非平衡态，这对于等离子体化学过程是有利的。从实验中还注意到，即使该装置连续工作数小时，所测得的气体温度仍然保持室温，这对于许多生物医学应用是非常重要的。
图1.5.4 实验和模拟所得的氮气第二正则系辐射光谱[110]
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