本发明专利技术提供一种可接触智能化等离子沿面放电装置，能够简便、可控地产生大气压低温等离子体。该沿面放电装置包括绝缘外壳以及封装在该绝缘外壳内的控制板卡、高压模块、散热模块、等离子体产生模块和监测模块；所述高压模块的输入端接标准市电，输出端分为高压极和地电极，用于为所述等离子体产生模块提供所需高压；所述散热模块贴近设置于高压模块表面；所述监测模块用于实时获取高压模块温度、环境臭氧及氮氧化物浓度信息，并将温度信息发送给所述控制板卡；所述控制板卡用于控制高压模块定时驱动等离子体产生模块工作，并通过温度负反馈控制散热模块工作。
【技术实现步骤摘要】
可接触智能化等离子沿面放电装置
本专利技术属于电气工程
，涉及一种等离子沿面放电装置。
技术介绍
如何安全有效地杀灭食源性和接触性细菌及病毒是一个长期以来引发学术界和工业界关注的问题，目前主流的杀菌消毒方法基本可以分为物理消毒法和化学消毒法，物理消毒法主要分为机械消毒法、热力消毒法、流动蒸气消毒法、高压蒸汽灭菌和干热灭菌等方法，化学消毒法根据对病原体蛋白质的作用类型，分为使用凝固蛋白消毒剂、溶解蛋白消毒剂、氧化蛋白类消毒剂、阳离子表面活性剂、烷基化消毒剂及其他氯化物等消毒试剂进行消毒的方法。然而，无论是物理消毒法还是化学消毒法，都存在着极大的局限性，物理消毒法如机械消毒法及热力消毒发都存在使用条件可能损坏精密器械，并伴随温度过高和使用不够安全的风险。化学消毒法则会在被消毒物品表面残留相应的化学物质，后续使用医疗器械时可能存在潜在的化学风险，部分化学试剂难于降解，也可能对环境造成污染。因此，不论是科研界还是工业界都亟需一种有效且无残留的消毒方法。国内学者于航等利用介质阻挡放电装置产生的针状等离子体，对口腔混合菌的杀灭以及对成纤维细胞的作用进行了研究，发现调节装置内电极氧气的流量可以控制装置输出等离子体的含量，从而使产生的能够与细菌结合的氧自由基含量改变，以达到更好的杀菌效果。胡月飞、郭文霞等证明低温等离子体灭菌技术主要适用于不耐受湿热的医疗器械及物品的消毒，结果证明该技术可以有效地降低患者因器械而感染的几率和医院的感染率，在临床应用中有着十分重要的意义。浙江大学的郑超等人发现等离子体的灭菌效率与注入水中的能量密度呈正相关。当能量密度小于2J/mL时，等离子体可将水中的微生物降低4-6个对数，包括大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、细菌孢子和白色假丝酵母，细胞的初始密度和水的电导率是影响等离子体灭菌效率的重要因素。此外，他们经过对紫外发射光谱和水下石英管中的灭菌效果进行测量，得出了等离子体灭菌的重要原因是NOβ和NOγ自由基产生的紫外辐射。第三军医大学的潘柯利等人利用等离子体杀菌消毒的原理制造了集空气消毒、水体消毒、物体表面消毒为一体的多功能消毒器，发现50％-55％的湿度条件下，三合一等离子体消毒器开启空气消毒组件消毒60min，对气雾柜空气中白色葡萄球菌的杀灭率高于99.90％。在模拟污染水体箱中(80L)中、温度为20℃-25℃、大肠杆菌污染(细菌在水体中浓度为104cfu/ml)的条件下，等离子体消毒器水消毒组件运行10min能将80L染菌水中的大肠杆菌下降至0cfu/100ml(杀灭率达到100％)。而对于模拟污染脊髓灰质炎病毒的水体(500ml，病毒含量大于5个对数级)环境，开启水消毒组件开关分别处理10min、20min、30min，病毒杀灭对数值分别为3.25、4.5、5.25。在表面消毒试验中，开启等离子体表面消毒30s，对距离放电装置表面4.5mm处大肠杆菌和金葡菌的杀灭率达到100％，180s消毒处理后对枯草芽孢杆菌杀灭率达到100％。工业上一般将大气压冷等离子体用于消毒与灭菌分为两个层面：一是用于体外灭菌，包括对环境进行消毒、对食品进行灭菌、对医疗器械进行灭菌等，其中医疗器械的灭菌需要达到无菌保证水平(sterilityas-surancelevel,SAL<10-6)，即：只允许不超过百万分之一的微生物存活；二是用于活体灭菌，特别是在临床治疗中用于抗感染，这需要等离子体具有良好的选择性生物效应，即：高效灭菌且不伤害正常的肌体细胞。研究发现，大气压冷等离子体用于医疗器械灭菌具有三方面的优势：(1)具有广谱抗菌特性，达到无菌保证水平一般只需要几分钟；(2)等离子体气体温度接近室温的特点使得它可以用于热敏感材料灭菌，从而有望大大减少一次性医用材料的使用量，降低医疗成本；(3)可以高效地灭活具有强抵抗力的生物物质，包括耐药性很强的超级细菌、耐温能力很强的朊病毒、以及具有集团保护功能的细菌生物膜等。传统的药物抗生素已面临严重危机：一方面，耐药性极强的超级细菌不断涌现，另一方面药物抗生素的研发难度越来越大，新药越来越少，抗生素危机已成为现代医学面临的最严峻挑战之一。研究表明，大气压冷等离子体在适当的剂量范围内可以高效灭菌且不伤害肌体细胞，这使它有望成为一种新型的“等离子体抗生素”。由于等离子体灭菌是多种过程的协同作用，其化学活性变化范围大且方便调节，因此，微生物很难对等离子体产生“抗药性”。也就是说，“等离子体抗生素”有望辅助或替代现有的药物抗生素，成为守护人类健康的新防线。此外，文献表明等离子体还有促进伤口愈合和凝血的效果。常见的伤口根据愈合速度可分为急性伤口与慢性伤口，对伤口的治疗包括止血、抗感染、促进愈合等几个环节，这些都可通过大气压冷等离子体来实现。与此同时止血是治疗急性伤口最重要的环节，研究发现大气压冷等离子体能够快速凝血，同时结痂厚度很薄，这对于薄壁结构组织而言是很理想的(如：呼吸道和食道区域)。基于此项技术开发的凝血装置可电池供电、随身携带，便于户外使用。由于慢性伤口是长期缺血缺氧所致，且往往伴随着深度感染，其愈合周期有时长达几个月甚至超过一年。大气压冷等离子体用于处理慢性伤口至少有两方面的效果：(1)消除伤口感染：60％的慢性伤口都发现了细菌生物膜，它会延缓甚至阻碍伤口愈合，而等离子体可以高效地灭活生物膜，消除伤口感染。(2)提高愈合速度：大气压冷等离子体可以促进成纤维细胞、血管内壁细胞等皮肤细胞增殖，这在体外细胞实验及活体实验中均已得到证实。有研究报道认为等离子体提高慢性伤口愈合速度的主要因素来自于等离子体中的NO，它可以使慢性伤口的愈合速度提高30％以上。目前，采用大气压冷等离子体治疗慢性伤口处于临床II期的研究阶段，已经对超过150名皮肤慢性溃疡病人做了1300余次治疗，迄今为止效果良好。由此可见，低温等离子体是一种新型有效的杀菌消毒手段，对多种类的细菌、病毒在气体或液体条件下都有有效的杀灭效果，在合适的放电条件下，杀灭效率可达99％以上。通过紫外发射光谱和水下石英管中的灭菌效果进行测量，得出了等离子体灭菌的重要机理是NOβ和NOγ自由基产生的紫外辐射。目前，现有的等离子体沿面放电装置功能较单一，且整体功耗较高，不利于商用化。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足,本专利技术提供一种可接触智能化等离子沿面放电装置，能够简便、可控地产生大气压低温等离子体。本专利技术提出的技术方案是：一种可接触智能化等离子沿面放电装置，其特殊之处在于：包括绝缘外壳以及封装在该绝缘外壳内的控制板卡、高压模块、散热模块、等离子体产生模块和监测模块；所述等离子体产生模块采用沿面放电结构；所述高压模块的输入端接标准市电，输出端分为高压极和地电极，用于为所述等离子体产生模块提供所需高压；所述散热模块贴近设置于高压模块表面；所述监测模块用于实时获取高压模块温度、环境臭氧及氮氧化物浓度信息，并将温度信息发送给所述控制板卡；所述控制板卡用于控制高压模块定时驱动等离子体产生模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.可接触智能化等离子沿面放电装置，其特征在于：包括绝缘外壳以及封装在该绝缘外壳内的控制板卡、高压模块、散热模块、等离子体产生模块和监测模块；/n所述等离子体产生模块采用沿面放电结构；/n所述高压模块的输入端接标准市电，输出端分为高压极和地电极，用于为所述等离子体产生模块提供所需高压；/n所述散热模块贴近设置于高压模块表面；/n所述监测模块用于实时获取高压模块温度、环境臭氧及氮氧化物浓度信息，并将温度信息发送给所述控制板卡；/n所述控制板卡用于控制高压模块定时驱动等离子体产生模块工作，并通过温度负反馈控制散热模块工作。/n
【技术特征摘要】
1.可接触智能化等离子沿面放电装置，其特征在于：包括绝缘外壳以及封装在该绝缘外壳内的控制板卡、高压模块、散热模块、等离子体产生模块和监测模块；
所述等离子体产生模块采用沿面放电结构；
所述高压模块的输入端接标准市电，输出端分为高压极和地电极，用于为所述等离子体产生模块提供所需高压；
所述散热模块贴近设置于高压模块表面；
所述监测模块用于实时获取高压模块温度、环境臭氧及氮氧化物浓度信息，并将温度信息发送给所述控制板卡；
所述控制板卡用于控制高压模块定时驱动等离子体产生模块工作，并通过温度负反馈控制散热模块工作。
2.根据权利要求1所述的可接触智能化等离子沿面放电装置，其特征在于：所述等离子体产生模块的主体由不锈钢六边形网格、陶瓷片和铜箔依次层叠构成，装入一面具有窗框的绝缘壳体压紧，该窗框压接在所述不锈钢六边形网格的边缘；所述不锈钢六边形网格通过导线接至地电极对应的接线柱，所述铜箔通过导线接至高压极对应的接线柱。
3.根据权利要求1所述的可接触智能化等离子沿面放电装置，其特征在于：所述散热模块为风冷模块。
4.根据权利要求1所述的可接触智能化等离子沿面放电装置，其特征在于：控制板卡通过温度负反馈控制散热模块工作，具体是设置允许高压模块工作的...
【专利技术属性】
技术研发人员：许德晖，冯蕊，彭三三，陈海兰，孔刚玉，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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