一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，包括高压电源、第一电阻，第二电阻、介质管、正高压电极和负高压电极，介质管为空心圆管状，定义介质管的两端口分别为第一端口和第二端口，正高压电极的一端经第一电阻与高压电源的正极相连，正高压电极的另一端从第一端口伸入介质管中，负高压电极设置在靠近第二端口的介质管的外壁上，负高压电极经第二电阻与高压电源的负极相连，正、负高压电极构成悬浮电极，从介质管的第一端口通入工作气体，则伸入介质管的正高压电极的一端产生常温等离子体。本发明专利技术解决了现有低温等离子体产生装置存在的放电不稳定、能耗大、需接大地及电极不安全等问题。

Convenient atmospheric pressure atmospheric temperature plasma jet generating device

The invention discloses a portable atmospheric pressure and room temperature plasma jet generating device, comprising a high-voltage power supply, a first resistor, a second resistor, medium tube, positive high voltage electrode and negative high voltage electrode, dielectric tube is a hollow cylindrical dielectric tube, the definition of the two port respectively first end port and the second port end of the high voltage electrode connected by a first resistor and cathode high voltage power supply, the other end is the high voltage electrode from the first port into the dielectric tube, negative high voltage electrode is arranged on the external wall of the dielectric tube near the port second on the negative high voltage electrode connected by second negative resistance and high voltage power supply, the positive and negative high voltage electrode suspended through electrodes. The gas from the first port of the dielectric tube, one end extends is high electrode dielectric tube of the plasma generated at room temperature. The invention solves the problems of unstable discharge, large energy consumption, need to be connected to the earth and unsafe electrode of the existing low temperature plasma generator.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于气体放电与放电等离子体
，特别涉及了一种常温等离子体射流产生装置。
技术介绍
等离子体是由电子、离子等带电粒子以及中性粒子组成的，宏观上呈中性。在目前气体放电等离子体技术中，按照电子温度与离子温度，放电等离子体可分为:高温等离子体和低温等离子体。其中，电子温度和离子温度相等则称为高温等离子体，反之，称为低温等离子体。因为低温等离子体中富含活性粒子（如带电粒子、O、OH、NO和O3等），所以近年来被广泛应用于材料表面处理、废气处理、纳米催化等诸多领域。特别是，大气压常温等离子体射流的出现，极大的促进了低温等离子体在生物医学领域的应用，如杀菌消毒、伤口愈合、牙齿根管治疗、癌细胞处理等，并促使形成了一门新兴学科−等离子体医学。相比于传统低温等离子体产生方式，如火花放电、电晕放电和介质阻挡放电，大气压常温等离子体射流具有无需昂贵真空环境、温度低至室温、放电稳定和能够处理三维复杂物体的突出优点，使得其特别适合于生物医学应用。以下是几种典型的低温等离子体射流装置：（1）一种基于大气压低温等离子体的牙齿根管消毒装置，见中国专利申请1（申请公布号CN105726140A），此专利申请公开了一种基于大气压低温等离子体的牙齿根管消毒装置，如图1所示，包括手柄11a、微电弧等离子体发生器1a、导引管4a和高压电源2a，其中，所述微电弧等离子体1a发生器固定在手柄11a上，其高压极5a和地极6a分别通过导线连接高压电源2a，产生的等离子体射流喷射入导引管4a中；导引管4a的尖端一端深入牙根管的内部进行杀菌消毒。该装置能够快速有效杀灭细菌及生物膜，无毒、无刺激、无异味，有效避免氢氧化钙等药物时间长、耐药性及无法到达根管分支的缺点，同时大气压低温空气等离子体技术装置耗能低，操作简便，安全性好，导引管可更换，有效降低治疗成本。该装置产生电弧等离子体，放电不稳定，能量消耗大，发热严重，而且产生的等离子体容易使高压极与地极相连，使得装置能耗高；且地极需与大地相连才能使该专利技术绝缘层被损坏后仍处于安全状态，但接大地不仅会消耗成本，而且携带使用不便利。（2）一种可手持的医用低温等离子体射流装置，见中国专利2（授权公告号CN205142645U），本专利公开了一种可手持的医用低温等离子体射流装置，如图2所示，等离子体喷枪内部有圆柱状的绝缘芯8b，绝缘芯8b的轴心处插入了一端封闭的石英管12b，石英管中插入了高压电极13b。绝缘芯8b的边缘处有气体通道，塑料气体软管11b插在其中。本技术中气体经过等离子体喷枪时，在高电压脉冲作用下，电离成等离子体并形成射流；等离子体喷枪可直接手持，并通过金属软管较大的活动范围，用于不同的医疗场合，比如皮肤的消毒灭菌、龋齿的处理、血液的凝固、伤口的愈合、皮肤病的治疗以及癌症治疗等等。该装置不足之处在于导电金属构成的高压脉冲电源外壳、金属软管以及金属材质的等离子体喷枪表面多处都需要与大地相连使接地处电势为零确保触碰安全，但手持处是金属，一旦接地出问题将会带来很大的安全隐患；且多处接地使得该装置携带使用不方便。（3）一种手持式低温等离子体射流装置，见中国专利3（授权公告号CN205265988U），此专利公开了一种手持式等离子体发生装置，如图3所示，包括等离子体腔、绝缘保护套管6c、硬导气管4c、外部电源3c和外部气源5c；所述等离子体腔包括小口径铜管电极1c和带绝缘层电极2c，所述带绝缘层电极2c为漆包线或带绝缘包层的导线，该电极可缠绕在铜管1c上或缠绕在所述硬导气管4c上距离铜管10mm以内位置形成放电回路，由于放电回路在腔内形成而受外界干扰较小；所述硬导气管4c可直接套在铜管1c电极外面；所述绝缘保护套管6c为内径10~14mm外径14~18mm的硅胶管或PU管，能够把等离子体腔及气管紧密牢固的装入其中，并且所述保护套管能够起到安全隔离作用及便于手持操作。此装置能在大气压下稳定工作，并保持等离子体温度为室温或仅略高于室温。此装置产生的等离子体射流面积、长度、强度可通过电源电压及频率进行调节，针对不同的处理对象可提供不同的工作模式。该装置的不足之处在于板板介质阻挡放电相对针板介质阻挡放电能耗更大，而且该装置地极需与大地相连才能够保证其安全性，不便于携带使用。（4）一种医用低温等离子体大面积射流装置，见中国专利4（授权公告号CN205142644U），此专利公开了一种医用低温等离子体大面积射流装置，如图4所示，带绝缘层的高压导线9d和塑料气体软管10d通过金属软管连接到高压脉冲电源上，带绝缘层的高压导线9d与高压脉冲电源中的高压输出以及等离子体喷枪5中的高压电极14d相连，气体软管10d与高压脉冲电源中的气体流量模块相连，并插入等离子体喷枪中。金属软管通过接头8d与等离子体喷枪5d中的金属圆筒外壳7d相连。等离子体喷枪5d内部有圆柱状的泡沫金属11d和绝缘芯12d，中间有按一定阵列排布的套在石英管13d中的高压电极14d阵列，石英管13d封闭的一端插入泡沫金属11d中，石英管13d开口的一端插入到绝缘芯12d中，高压电极14d的一端插入到石英管13d封闭端的底部，另一端先连接到高压电极合并金属板15d上，然后与带绝缘层的高压导线9d相连。绝缘芯12d的边缘处有气体通道，气体软管10d插在气体通道中本技术中气体经过等离子体喷枪时，在高压脉冲作用下，电离成等离子体并形成大面积射流，可用于不同的医疗场合，比如医疗器械的消毒灭菌、皮肤的消毒灭菌、血液的凝固、皮肤病的治疗、癌症治疗、大面积伤口特别是烧伤的愈合等。该装置的不足之处在于产生的等离子体直接与地极相接触，使得产生的等离子体短、温度高且能耗大，且该装置需与大地相接，不利于携带使用。（5）一种六边形管式结构的低温等离子体发生器，见中国专利5（授权公告号CN105472856U），此专利公开了一种低温等离子体发生器，如图5所示，它包括铜棒4e、发生器腔体5e和金属网6e，发生器腔体5e为正六边形管状，材料为石英玻璃或刚玉，作为放电间隙中间的介质；铜棒4e与发生器腔体5e形状相同，布置于发生器腔体5e内，其两端均通过定位塞密封固定，定位塞上均开有用于安装通气管的通孔，金属网6e包裹在发生器腔体的外表面，作为接地负极，以保证放电正常进行，并固定发生器腔体5e；工作时铜棒4e通过正极接线头接高压电源正极，金属网6e通过外接高压电线接高压电源负极，通电后铜棒4e与发生器腔体5e的缝隙间产生紫色的低温等离子体，并使低温等离子体的产生量得以增加。当多个低温等离子体发生器并联时，可提高了空间利用率，并节省介质材料与负极材料使用量。该装置的不足之处在于地极需与大地相连，推广使用时要求有接地体，降低了实用性，且金属网6暴露在外部空气中，有很大的安全隐患。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术旨在提供一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，解决现有低温等离子体产生装置存在的放电不稳定、能耗大、需接大地及电极不安全等问题。为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，包括高压电源、第一电阻，第二电阻、介质管、正高压电极和负高压电极，所述介质管为空心圆管状，定义介质管的两端口分别为第一端口和第二端口，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，其特征在于：包括高压电源、第一电阻，第二电阻、介质管、正高压电极和负高压电极，所述介质管为空心圆管状，定义介质管的两端口分别为第一端口和第二端口，所述正高压电极的一端经第一电阻与高压电源的正极相连，正高压电极的另一端从第一端口伸入介质管中，所述负高压电极设置在靠近第二端口的介质管的外壁上，负高压电极经第二电阻与高压电源的负极相连，正、负高压电极构成悬浮电极，从介质管的第一端口通入工作气体，则伸入介质管的正高压电极的一端产生常温等离子体。

【技术特征摘要】
1.一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，其特征在于：包括高压电源、第一电阻，第二电阻、介质管、正高压电极和负高压电极，所述介质管为空心圆管状，定义介质管的两端口分别为第一端口和第二端口，所述正高压电极的一端经第一电阻与高压电源的正极相连，正高压电极的另一端从第一端口伸入介质管中，所述负高压电极设置在靠近第二端口的介质管的外壁上，负高压电极经第二电阻与高压电源的负极相连，正、负高压电极构成悬浮电极，从介质管的第一端口通入工作气体，则伸入介质管的正高压电极的一端产生常温等离子体。2.根据权利要求1所述一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，其特征在于：所述负高压电极的宽度的范围是1～20mm，所述正高压电极伸入介质管的一端与负高压电极的水平距离的范围是0～30mm，所述介质管的第二端口与负高压电极的水平距离的范围是8～60mm。3.根据权利要求1所述一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，其特征在于：所述第一电阻的阻值范围是10千欧姆～100兆欧姆，第二电阻的阻值范围是1千欧姆～10兆欧姆。4.根据权利要求1所述一种便捷式大气压常温等离子体射流产生装置，其特征在于：所述正高压电极为针尖状或棒状，正高压电极的材质为铜、铝或不锈钢...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴淑群，武菲，董熙，张潮海，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32