一种蓄电池供电的电晕灭菌装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，包括电源系统单元、空气输送单元以及电晕放电单元；所述电源系统单元包括蓄电池模块、电源电路；所述空气输送单元包括气泵；所述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；所述蓄电池模块一方面为气泵供电使气泵工作，另一方面通过电源电路，最后输出千伏级的直流高压给电晕放电单元，电晕放电单元将气泵泵出的空气完成电晕放电，产生低温等离子体，输出灭菌装置对菌种进行灭活处理。本发明专利技术克服了目前大多等离子体产生设备体积庞大、功率消耗高等缺点，只需在正常大气压条件下、不需要外接惰性气体即可实现灭菌。设备体积小、易携带、效能好，可广泛应用于杀菌消毒的多种场合。

A corona sterilization device powered by battery

【技术实现步骤摘要】
一种蓄电池供电的电晕灭菌装置
本专利技术涉及一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，属于等离子

技术介绍
大气压低温等离子体如今是众多学者研究的热点之一，尤其在等离子体生物医学方面。相比于低气压等离子体，常压等离子体的产生不需要维持低压状态，使得产生条件不那么苛刻。而又由于生命体对温度十分敏感，所以应用于此领域的常压等离子体还应是接近于室温的低温等离子体。经过近些年常压低温等离子体在生物医学领域的迅速发展，现以广泛应用于消毒与灭菌、生物材料表面改性、生物诱变育种以及临床治疗等方面。常压低温等离子体的产生方式有多种，常用的几种有常压电晕放电、常压介质阻挡放电和常压等离子体射频射流等。产生的等离子体含有大量高速电子、离子和自由基，同时还会释放紫外线等，当细菌或病毒细胞受到带电粒子的作用时，细菌或病毒在等离子体高频电磁场、高能量粒子、自由基以及紫外线的作用、轰击和辐照下，其电荷分布被彻底破坏，如细胞壁、细胞核被电击穿，其上的电荷分布受到破坏，就直接影响细菌或病毒细胞的生理活动和新陈代谢，最终导致被处理物品表面上造成细菌病毒迅速死亡，以达到消毒灭菌的作用。而常规的医疗器械灭菌通常在高温高压的条件下进行，这并不适用于许多热敏材料与设备；而化学灭菌往往操作时间长，灭菌不彻底，以及易造成二次污染等。相较于以上灭菌方式，常压等离子体具有广谱抗菌特性，对绝大多数病菌都具有显著灭菌效果；灭菌效率高，达到无菌保证水平一般只需要几分钟；等离子气体温度接近室温，可应用于生命体、热敏材料设备灭菌。而目前所出现的等离子体灭菌设备如中国专利(专利号201710472377.0)，其公开的一种低温等离子体灭菌装置克服了传统固定式灭菌设备的不可移动性，可对处理对象无死角灭菌，且采用介质阻挡放电。利用气体控制单元将气体输送至装置头管腔内，管腔内存在一组金属电极，每组金属电极均有两个金属分别与电源正负极连接，并且其中一个金属有绝缘介质包裹，构成单介质的介质阻挡放电，产生等离子体效率相对高。但采用介质阻挡放电消耗的功率也相对高，且为了保证其放电效果，直流电源放电效果十分微弱，多采用交流电源供电。若内置电源，则高功耗会致其放电寿命短；若外接电源，则失去了灭菌装置的便携性。又如一种新型等离子体装置(专利号200810191718.8)，其同样采用介质阻挡放电，通过射频或高频电源为其供电，以氩气或氦气为工质。其主体内部包含一个或多个绝缘介质管，介质管内外分别设有电极，其中一个电极与电源连接，当气体泵入介质管时内外电极放电，产生的等离子体向壳体外喷出。该专利技术实现了对皮肤表面的灭菌和消毒，并且无二次污染。但其采用氩气或氦气放电，同样增加了放电的成本；而其电源功率在100W以内，并不算低，且高频电源的体积与制作成本不容忽视。而中国专利(专利号95227794.8)中公开了一种利用电晕放电产生臭氧来净水灭菌的灭菌器，其反应器含有金属外管和金属内芯，利用之间的间隙电晕放电制造臭氧，然后通过负压与自来水混合，以达到净水除菌的效果。但是该专利技术体积较大，设备要求高、耗能大，不具备便携性。
技术实现思路
本专利技术采用大气压电晕放电产生等离子体，以空气作为其工作介质，以直流电源为其供电，在设计的电路系统下，达到工作电压放电作用于空气产生等离子体。相较于常压介质阻挡放电，电晕放电具有高电压(千伏量级)低电流(微安量级)的特性，使得其处理效率高且又更加安全。本专利技术的技术方案如下：一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，包括电源系统单元、空气输送单元以及电晕放电单元；所述电源系统单元包括蓄电池模块、电源电路；所述空气输送单元包括气泵；所述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；所述蓄电池模块一方面为气泵供电使气泵工作，另一方面通过电源电路，最后输出千伏级的直流高压给电晕放电单元，电晕放电单元将气泵泵出的空气完成电晕放电，产生低温等离子体，输出灭菌装置对菌种进行灭活处理。上述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；包括绝缘管以及设置在绝缘管内的金属电极，绝缘管的出口处采用金属网封口，且出口处为收口状。上述金属电极为单根或者多根。上述金属电极的材料为钨、铟、不锈钢中的一种或者多种。作为一种方式，上述电源电路包括BOOST升压电路一、BOOST升压电路二、信号发生与控制电路、气泵驱动电路、逆变升压电路、倍压整流电路；所述蓄电池模块分别连接BOOST升压电路一和BOOST升压电路二；BOOST升压电路二依次连接逆变升压电路一、倍压整流电路一，倍压整流电路一连接电晕放电单元；BOOST升压电路一再分别连接信号发生与控制电路一与气泵驱动电路一，所述信号发生与控制电路一通过外部控制信号电路控制，分别通过第二PWM驱动模块连接气泵驱动电路一和通过第一PWM驱动模块连接逆变升压电路一，所述气泵驱动电路一驱动气泵工作。作为另一种方式，上述电源电路包括BOOST升压电路三、信号发生与控制电路二、气泵驱动电路二、逆变升压电路二、倍压整流电路二；所述蓄电池模块分别连接BOOST升压电路三；BOOST升压电路三分别连接逆变升压电路二、信号发生与控制电路二与气泵驱动电路二，所述信号发生与控制电路二通过外部控制信号电路控制，分别通过第四PWM驱动模块连接气泵驱动电路二和通过第三PWM驱动模块连接逆变升压电路二，所述气泵驱动电路二驱动气泵工作；所述逆变升压电路依次连接倍压整流电路和电晕放电单元。上述BOOST升压电路一、BOOST升压电路二和BOOST升压电路三为相同的BOOST升压电路；所述逆变升压电路一和逆变升压电路二为相同的逆变升压电路；所述信号发生与控制电路一和信号发生与控制电路二为相同的信号发生与控制电路；所述气泵驱动电路一和气泵驱动电路二为相同的气泵驱动电路；所述倍压整流电路一和倍压整流电路二为相同的倍压整流电路；所述第一PWM驱动模块、第二PWM驱动模块、第三PWM驱动模块、第四PWM驱动模块均为相同的PWM驱动模块。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术克服了目前大多等离子体产生设备体积庞大、功率消耗高等缺点，只需在正常大气压条件下、不需要外接惰性气体即可实现灭菌。设备体积小、易携带、效能好，可广泛应用于杀菌消毒的多种场合。附图说明图1是本专利技术的装置框架图；图2是本专利技术的结构示意图；图3是电晕放电单元的结构示意图；图4是实施例一的电源电路的系统框图；图5是BOOST升压电路的电路图；图6是逆变升压电路的电路图；图7是PWM驱动模块的电路图；图8是倍压整流电路正电晕放电的电路图；图9是倍压整流电路负电晕放电的电路图；图10是正电晕放电原理图；图11是负电晕放电原理图；图12外部控制信号电路的电路图；图13是实施例二的电源电路的系统框图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于包括电源系统单元、空气输送单元以及电晕放电单元；所述电源系统单元包括蓄电池模块、电源电路；所述空气输送单元包括气泵；所述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；所述蓄电池模块一方面为气泵供电使气泵工作，另一方面通过电源电路，最后输出千伏级的直流高压给电晕放电单元，电晕放电单元将气泵泵出的空气完成电晕放电，产生低温等离子体，输出灭菌装置对菌种进行灭活处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于包括电源系统单元、空气输送单元以及电晕放电单元；所述电源系统单元包括蓄电池模块、电源电路；所述空气输送单元包括气泵；所述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；所述蓄电池模块一方面为气泵供电使气泵工作，另一方面通过电源电路，最后输出千伏级的直流高压给电晕放电单元，电晕放电单元将气泵泵出的空气完成电晕放电，产生低温等离子体，输出灭菌装置对菌种进行灭活处理。


2.根据权利要求1所述的一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于所述电晕放电单元采用针网式直流正负电晕放电；包括绝缘管以及设置在绝缘管内的金属电极，绝缘管的出口处采用金属网封口，且出口处为收口状。


3.根据权利要求2所述的一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于所述金属电极为单根或者多根。


4.根据权利要求2所述的一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于所述金属电极的材料为钨、铟、不锈钢中的一种或者多种。


5.根据权利要求1所述的一种蓄电池供电的电晕灭菌装置，其特征在于所述电源电路包括BOOST升压电路一、BOOST升压电路二、信号发生与控制电路、气泵驱动电路、逆变升压电路、倍压整流电路；
所述蓄电池模块分别连接BOOST升压电路一和BOOST升压电路二；
BOOST升压电路二依次连接逆变升压电路一、倍压整流电路一，倍压整流电路一连接电晕放电单元；
BOOST升压电路一再分别连接信号发生与控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈秉岩，钱思越，陈欣玥，王浓宇，丁益民，刘妍，钱俊成，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32