一種大氣壓介質阻擋放電等離子體滅菌裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供一種大氣壓介質阻擋放電等離子體滅菌裝置，包括：傳感器（溫度傳感器、氣壓傳感器、風力傳感器）、分析電路、電源控制電路、等離子發生裝置等。本實用新型專利技術采用介質阻擋放電、預電離及自感原理，不僅能夠有效降低所需電源電壓，減小裝置體積，便于滅菌裝置實際使用。更重要的是，通過降低擊穿電壓，使氣體更容易電離，也即等離子體在大氣壓的條件下更容易產生，從而增加了等離子體的密度，提高該裝置的滅菌效率。采用細針管，增加了等離子體射流的速度，從而提高了等離子體滅菌裝置的滅菌范圍。另外，外觀設計更人性化，更有利于實際操作；材料上，采用耐熱、絕緣且經過等離子體注入處理的具有抗菌效果的工程塑料。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于等離子體放電
，具體涉及大氣壓下等離子體介質阻擋放電滅菌的方法及與該方法相關的裝置。
技術介紹
等離子體滅菌作為一種低溫滅菌方法，其特點有:(I)滅菌溫度低，可以實現對生物體表面的直接滅菌；(2)滅菌速度快，一般在幾十秒鐘到幾十分鐘內就可達到滅菌效果，非常適合緊急處理；(3)無副產物，不產生有毒殘留物，對環境和操作人員安全；(4)滅菌全面，可以對復雜空間、外形的各個角度進行有效滅菌。現有技術如中國專利200880123007.5，利用具有可控非電離微波輻射源與氣體(惰性氣體或惰性氣體的混合物)結合的微波能量，產生用于對生物組織表面等進行滅菌的低溫等離子體。可以將氣體和微波能量沿集成的電纜組件傳輸到等離子體發生區。該集成電纜組件提供了雙向氣流配置，以允許將氣體從表面去除。又如中國專利200810191718.8，利用與射頻或高頻電源連接的電極在絕緣管內產生等離子體微束流，設有進氣連接口、氣體流量控制閥開關和電源開關，供氣源中的氣體在流經絕緣介質管內外電極之間的間隙時，被擊穿電離形成等離子體向殼體外噴出，該噴出的等離子體束流可以用于對各種表面的清洗、消毒和滅菌的目的。再如中國專利201020111158.3，公開了一種用于滅菌消毒的梳形電極大氣壓等離子體裝置，包括有透明罩體，透明罩體內設有梳形上、下電極，卡槽的一側設有風機，風機與卡槽之間還設置有空氣過濾網，電極通過導線分別與外置高壓電源的正負極相連接，產生具有化學活性的粒子，能夠進行滅菌消毒。上述各種裝置在實 用性、安全性方面均有所欠缺，需進行進一步改進:(I)實際使用時，人們希望滅菌裝置能 夠隨身攜帶，因此電源電壓和體積因此受到制約，需盡可能通過技術手段降低放電所需電壓。(2)實際滅菌情況是復雜多變的，滅菌裝置應能夠根據情況，靈活產生不同的電場或等離子體，這也就要求裝置應能夠靈活控制等離子體的發生范圍，以提高滅菌效率。(3)需考慮溫度、壓強等環境因素以及等離子體密度對等離子體滅菌效率產生的影響。(4)需考慮等離子體滅菌裝置的安全性問題，避免裝置產生的高壓、射頻等傷害到操作人員。(5)上述裝置都需要外接工作氣體或鼓風機，不利于實際環境下使用。
技術實現思路
:本技術旨在提出一種新型的等離子體滅菌方法及裝置，以改進現有技術在實用性、安全性等方面的不足，實現高效、安全滅菌，減小裝置體積，減少能耗及成本，靈活應對不同情況。本技術采用的技術方案為:一種大氣壓介質阻擋放電等離子體滅菌裝置，該裝置包括:外殼和內部電路；內部電路包括傳感器、分析電路、電壓控制電路和等離子體發生裝置；傳感器包括溫度傳感器、氣壓傳感器和風力傳感器；傳感器探測包括溫度、氣壓和風力的環境條件，然后將環境條件的數據傳到分析電路，接收到環境參數的分析電路，將這些外界環境參數與預先存儲好的參數進行比對，根據比對結果，對已經設置好的指令模板做出相應的更改，此指令模板對應預先存儲好的參數，即調整指令中電壓參數的大小，從而形成新的指令，并對電壓控制電路發出指令，電壓控制電路接收到指令后調節輸入等離子體發生裝置的電壓，或者通過外部控制電路即人工調節，由操作人員根據自己的判斷調節等離子體發生裝置的電壓，等離子體發生裝置采用射頻預電離的方法對氣體進行預電離，在空氣間隙中形成一定量的均勻分布的初始電子以降低擊穿電壓，然后再采用介質阻擋放電的方式對已經預電離的氣體進行放電擊穿，充分電離，形成等離子體，作用于物體表面，實現安全、清潔、高效地滅菌，同時達到靈活控制等離子體裝置產生合適的等離子體以提高滅菌效率的目的；當產生的等離子體將細菌殺滅后，經人工調節停止等離子體產生或經傳感器探測、并由分析電路分析處理后，發出指令通過電壓控制電路調節等離子體發生裝置停止產生等離子體氣流。其中，所述的外殼主材料為經過等離子體離子注入處理的工程塑料(ABS)，采用圓筒形設計，整體長10 — 120cm，圓筒直徑2 — 10cm，在外殼中間相距20cm的兩處設有兩個手持部位24，該手持部位相對于圓筒身而言直徑較小l_3cm，但此處經加厚，并采用磨砂處理，不僅能更好的絕熱，同時也增大操作人員手部與裝置之間的摩擦，在前一個手持部位距離Icm處，設置電壓旋鈕，控制輸入等離子發生裝置中的電壓；在后一個手持部位距離2cm處，設置電路總開關，控制等離子體的發生與停止；在其后分別設有氣體流量計、稀有氣體加載部位，在外殼的末端為環狀的射頻預電離電極和等離子體發生裝置的外電極。其中，所述的稀有氣體采用氬氣。其中，稀有氣體加載部位采用環形結構，內外直徑分別為2、3cm，外環為凸起部分，內圓為凹陷部分，稀有氣體氣瓶外徑7-9cm，瓶體長15-25cm，稀有氣體氣瓶外環為凹陷部分，稀有氣體氣瓶內圓為突起部分，這一設計可使等離子體滅菌裝置與稀有氣體氣瓶實現無縫對接，避免氣體外泄。其中，等離子體發生裝置包括與高壓輸出端正極相連接的內電極、絕緣層、接負極的外電極、腔體、腔體一 側端口有環狀的射頻預電離電極，外電極與射頻預電離電極之間不導通，厚度為2_的銅箔制成的內電極與高頻升壓變壓器的正極相連接，絕緣介質層由厚度為Imm且密布小孔的聚四氟乙烯片構成，與同電源負極相連接的外電極形成介質阻擋放電；這樣稀有氣體氣源產生稀有氣體流，通過氣流控制閥和氣體流量計后，操作人員根據氣體流量計所顯示的氣體流量值利用氣流控制閥調節氣體流量，稀有氣體流混入空氣中形成工作氣體；這樣的氣體在經過預電離后，再經介質阻擋放電實現充分電離，形成較高密度的等離子體，氣室壁和稀有氣體氣瓶均采用經過等離子體注入處理的工程塑料(ABS)制成，重量輕且抗菌絕緣。其中，所述的外電極，預先設計了不同直徑的柵網、梳狀型、螺旋型，根據實際滅菌情況，可靈活選取合適的類型，直徑大的適合近距離滅菌，產生的等離子體面積大，滅菌速度快；直徑小的雖然由于等離子體面積較小，滅菌速度較前者差，但等離子體密度更大，適用于對縫隙處的滅菌。其中，等離子體發生裝置通過射頻電極對氣體進行預電離，并利用高頻升壓變壓器瞬間放大直流電源電壓，該高頻升壓變壓器為帶鐵芯的自感系數10H-25H的電感線圈，實現這一目標的電路包括:啟輝器，開關，鎮流器，電源，高頻升壓變壓器，閉合開關后，電壓經過高頻升壓變壓器后，在射頻預電離電極處對氣體進行預電離，與此同時，啟輝器、鎮流器、電源構成閉合回路，由于此時電路中電阻很小，故電路中會形成很大的電流，那么鎮流器兩端也就會形成很大的電壓，啟輝器處因溫度上升到一定程度而斷開，電路瞬間斷開，電流突變，此時鎮流器可視作電源，其兩端的電壓加載到內電極和外電極上，從而使兩端電壓達到擊穿電壓。本技術的原理在于:介質阻擋放電是大氣壓條件下獲得非平衡等離子體的有效手段。它可以在大氣壓或高于大氣壓條件下產生富含各類活性粒子的低溫等離子體，對環境中或生物體及物體表面的細菌進行殺滅。本技術采用大氣壓下的介質阻擋放電(APDBD)，其放電產生的等離子體密度均勻，且具有無需抽真空、功耗小、利用空氣放電無需外接工作氣體等優點。由于介質阻擋放電(DBD)在產生的放電過程中會產生大量的自由基和準分子，如0H、O、NO等，它們的化學性質非常活躍，很容易和其它原子、分子或其它自由基發生反應而形成穩定的原子或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大氣壓介質阻擋放電等離子體滅菌裝置，其特征在于，該裝置包括：外殼（21）和內部電路；內部電路包括傳感器、分析電路、電壓控制電路和等離子體發生裝置；傳感器包括溫度傳感器、氣壓傳感器和風力傳感器；傳感器探測包括溫度、氣壓和風力的環境條件，然后將環境條件的數據傳到分析電路，接收到環境參數的分析電路，將這些外界環境參數與預先存儲好的參數進行比對，根據比對結果，對已經設置好的指令模板做出相應的更改，此指令模板對應預先存儲好的參數，即調整指令中電壓參數的大小，從而形成新的指令，并對電壓控制電路發出指令，電壓控制電路接收到指令后調節輸入等離子體發生裝置的電壓，或者通過外部控制電路即人工調節，由操作人員根據自己的判斷調節等離子體發生裝置的電壓，等離子體發生裝置采用射頻預電離的方法對氣體進行預電離，在空氣間隙中形成一定量的均勻分布的初始電子以降低擊穿電壓，然后再采用介質阻擋放電的方式對已經預電離的氣體進行放電擊穿，充分電離，形成等離子體，作用于物體表面，當產生的等離子體將細菌殺滅后，經人工調節停止等離子體產生或經傳感器探測、并由分析電路分析處理后，發出指令通過電壓控制電路調節等離子體發生裝置停止產生等離子體氣流。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳征威，蘇曉飛，汪一楠，傅勁裕，楊繼泉，王建新，
申請(專利權)人：云南航天工業有限公司，
類型：實用新型
國別省市：