大气压低温等离子体处理技术可以提高种子的活力,具有处理方便、成本低、无需真空仓,可实现种子连续处理等优点,可以有效解决当前低温等离子处理装置作业时需要保持密闭空间的缺点,大大提高效率。本文通过对大气压介质阻挡放电技术的研究,研制了一种大气压低温等离子体种子处理装置,主要完成了以下工作:一是建立基于介质阻挡放电的二维大气压低温等离子体数值仿真模型,并通过放电实验进行验证。模型数值仿真和放电实验发现:(1)放电产生的低温等离子体呈束状,分布在被处理物料的上表面区域,电子密度可达到1018/m3,被处理物料上表皮的电子温度高,为1.8 eV,电子存储的能量较大,被处理物料之间区域及下部区域电子密度较少,电子密度为107/m3,电子温度较低,为0.6 eV,因此放电实验时,呈现物料被低温等离子体包裹现象;(2)通过大气压介质阻挡放电实验发现:加入物料后介质阻挡放电系统可以产生均匀放电,并使得低温等离子体分布在待处理物料周围。二是设计了一种可连续进行大气压下低温等离子体种子处理的装置。根据数值仿真模型和大气压介质阻挡放电实验得出的结果完成装置的结构设计,主要包括定量进料装置部分、旋转运输装置部分和大气压低温等离子体发生装置部分;完成了控制系统硬件设计和软件设计,软件分主要包括喂料子程序、散热子程序和电机驱动子程序;通过传统PID控制器、遗传算法改进PID和模糊算法改进PID的仿真结果对比,选取适合装置的模糊算法改进的PID控制器,模糊控制算法改进PID的ITAE值为0.48,阶跃响应时间为0.65 s,超调量为0%,稳态误差为0。三是试制完成大气压低温等离子体处理装置并进行试验验证装置的处理效果。试制完成的大气压低温等离子体处理装置可在大气压条件下进行介质阻挡放电,实现了装置的连续处理和自动化控制,装置处理量为7 kg/h,并且处理时间、电压幅值和频率可调;装置处理后的苏丹草种子活性提高了 29.5%,证明低温等离子体种子处理装置效果明显。