【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于等离子体，涉及一种等离子体空气消杀装置和方法。
技术介绍
1、空气消杀技术在杀灭微生物方面表现不一，通常需要组合使用以达到最佳效果。紫外线消毒技术、活性氧消毒技术和电子杀菌技术是常见的方法。需要强调的是，这些技术通常需要专业机构进行操作，家庭使用时应有专业人员指导。
2、等离子体技术以其高能粒子和自由基的特性，被认为是一种快速、有效和环保的空气消杀技术，具有广泛的应用前景。然而，在实际应用中存在一些局限性：
3、（1）缺乏活性物质调控能力：现有等离子体技术难以精确控制生成的活性物质的组成和浓度。在不同场景中，通常需要针对不同微生物调整活性物质的组合，而现有技术无法实现这种精准调控。例如，在医院空气消杀中，细菌、病毒和真菌对活性物质的敏感性不同，一些病毒可能对高浓度的臭氧更敏感，而一些细菌可能需要更多的活性氧自由基才能被杀灭。
4、（2）不高效的能耗：等离子体空气消杀技术需要产生带正、负离子的等离子体区域，产生等离子体的过程需要通过高压电源产生高电压放电。大部分现有等离子体消杀产品的电压需求较高，通常需要10 kv以上的高压电源才能产生有效的等离子体消杀区域，因此进行消杀的功耗较大。
5、（3）有效接触面积受限：在消毒过程中，等离子体需要有效接触空气中的微生物。然而，现有技术在存在空气流动和合流等复杂因素时，无法释放足够的等离子体，导致等离子体的有效消毒面积受限。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供一种等离
2、本专利技术的另一目的是，提供一种等离子体空气消杀方法。
3、本专利技术所采用的技术方案是，一种等离子体空气消杀装置，包括柱状等离子体发生器，所述柱状等离子体发生器均匀分布在储水室中，用于电离混合气体产生等离子体，并对水溶液进行一次活化；
4、所述储水室中安装有多孔吸水棒，多孔吸水棒与片状等离子体发生器的中心相接触，将活化后的水溶液运输到片状等离子体发生器中进行二次活化并实现纳米级雾化；
5、所述柱状等离子体发生器、片状等离子体发生器均连接系统控制模块，用于根据当前水溶液中的活性成分、浓度与喷雾中所需的活性成分、浓度，控制一次活化电压、一次活化时间，以及二次活化电压和二次活化时间。
6、进一步的，所述储水室内安装有电导率检测模块，用于检测储水室内水溶液中带电离子浓度，并输送至系统控制模块。
7、进一步的，所述柱状等离子体发生器包括空心圆柱状的介质层，介质层的内部填充有金属材质的高压电极，柱状等离子体发生器的底部安装有金属底座，设于介质层外壁的地电极与金属底座连接，储水室内最高水位低于地电极的最高点，使得地电极的一部分与储水室内的气体接触。
8、进一步的，所述片状等离子体发生器包括空心圆环状的压电陶瓷环，压电陶瓷环为绝缘介质层，压电陶瓷环靠近柱状等离子体发生器的端部附着有金属环，压电陶瓷环的空心处设有多孔金属片，金属环与多孔金属片的轴向距离为2mm-5mm；压电陶瓷环的内径小于金属环的内径，金属环与压电陶瓷环的内径差值为2mm-5mm；
9、所述压电陶瓷环连接幅值快速变化的正弦或脉冲高压激励电路，使得片状等离子体发生器产生等离子体进行二次活化的同时，压电陶瓷环受电压变化的影响，带动多孔金属片高速震动，实现纳米级雾化。
10、进一步的，所述压电陶瓷环的厚度为1-2mm，多孔金属片的厚度为0.2-0.4mm，孔径为5-10μm。
11、进一步的，所述多孔吸水棒的端部贯穿金属环以及压电陶瓷环中心并紧贴多孔金属片。
12、进一步的，所述储水室的进气口通过导气管与气室连接，气室内安装有多个气瓶，每个气瓶内装有不同的气体，每个气瓶的端口安装有气阀，控制不同气阀的开闭程度，将不同组分的混合气体输送至储水室内。
13、进一步的，所述储水室的进气口处安装有气体预电离模块，用于使得混合气体带电荷，通过气体溶解在水中初步改变溶液电导率。
14、进一步的，所述储水室的顶盖和本体通过螺纹连接，片状等离子体发生器安装于储水室的顶盖；所述储水室的下方设有底座，所述系统控制模块安装于底座内，底座的底部设有散热口和多个支撑脚垫。
15、一种等离子体空气消杀方法，包括以下步骤：
16、s1，根据场景需求向储水室内引入对应组成的混合气体或预电离混合气体，柱状等离子体发生器电离混合气体产生等离子体，对水溶液进行一次活化；
17、s2，一次活化的水溶液沿多孔吸水棒上升到片状等离子体发生器处，进行二次活化及纳米级雾化；
18、一次活化和二次活化的过程中，系统控制模块根据当前水溶液中的活性成分、浓度与喷雾中所需的活性成分、浓度，控制一次活化电压、一次活化时间，以及二次活化电压和二次活化时间，使得符合要求的二次活化溶液以气雾形式扩散到空气中。
19、本专利技术的有益效果是，具有以下优势：
20、1、本专利技术将等离子体活化水和喷雾过程分别设定为一次活化和二次活化，两个过程协同耦合，进一步地，压电陶瓷环设计为空心圆环状，当压电陶瓷环受到快速变化的正弦或脉冲高压激励时，将带动中心的多孔金属圆片产生高速震动，这种震动可以将活化水转化为纳米级的气雾形式，提高了消毒效率；同时压电陶瓷环用作等离子体发生器中的介质层，多个巧妙设计有效提高装置一体化水平。
21、2、本专利技术通过检测和控制液体电导率，结合系统控制模块能够实现控制不同情况下需要不同活化成分以及不同溶液浓度的目标，合理控制等离子体一次活化和二次活化的时间和电压，活化初期较高的激励功耗，后期较低的激励功耗，从而大幅降低整体能耗。
22、3、本专利技术等离子体发生器完全位于装置的内部，不会受到外部环境的影响；通过外挂气室改变工作气体种类，实现等离子体气雾活性成分的有效控制，以满足不同的应用需求，如医疗、食品加工、空气净化等；为现代空气消杀技术提供了一种高效、节能的新方案。
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1.一种等离子体空气消杀装置，包括柱状等离子体发生器（1），其特征在于，所述柱状等离子体发生器（1）均匀分布在储水室（14）中，用于电离混合气体产生等离子体，对水溶液进行一次活化；
2.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述储水室（14）内安装有电导率检测模块（20），用于检测储水室（14）内水溶液中带电离子浓度，并输送至系统控制模块（21）。
3.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述柱状等离子体发生器（1）包括空心圆柱状的介质层（8），介质层（8）的内部填充有金属材质的高压电极（10），柱状等离子体发生器（1）的底部安装有金属底座（9），设于介质层（8）外壁的地电极（7）与金属底座（9）连接，储水室（14）内最高水位低于地电极（7）的最高点，使得地电极（7）一部分与储水室（14）内的气体接触。
4.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述片状等离子体发生器（2）包括空心圆环状的压电陶瓷环（12），压电陶瓷环（12）为绝缘介质层，压电陶瓷环（12）靠近柱状等离子体发生器（1）的端
5.根据权利要求4所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述压电陶瓷环（12）的厚度为1-2mm，多孔金属片（13）的厚度为0.2-0.4mm，孔径为5-10μm。
6.根据权利要求4所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述多孔吸水棒（6）的端部贯穿金属环（11）以及压电陶瓷环（12）中心并紧贴多孔金属片（13）。
7.根据权利要求4所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述储水室（14）的进气口（15）通过导气管（16）与气室（17）连接，气室（17）内安装有多个气瓶（18），每个气瓶（18）内装有不同的气体，每个气瓶（18）的端口安装有气阀（19），控制不同气阀（19）的开闭程度，将不同组分的混合气体输送至储水室（14）内。
8.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述储水室（14）的进气口（15）处安装有气体预电离模块（22），用于使得混合气体带电荷，气体溶解在水中初步改变溶液电导率。
9.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述储水室（14）的顶盖和本体通过螺纹连接，片状等离子体发生器（2）安装于储水室（14）的顶盖；所述储水室（14）的下方设有底座（3），所述系统控制模块（21）安装于底座（3）内，底座（3）的底部设有散热口（4）和多个支撑脚垫（5）。
10.如权利要求1所述一种等离子体空气消杀方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种等离子体空气消杀装置，包括柱状等离子体发生器（1），其特征在于，所述柱状等离子体发生器（1）均匀分布在储水室（14）中，用于电离混合气体产生等离子体，对水溶液进行一次活化；
2.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述储水室（14）内安装有电导率检测模块（20），用于检测储水室（14）内水溶液中带电离子浓度，并输送至系统控制模块（21）。
3.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述柱状等离子体发生器（1）包括空心圆柱状的介质层（8），介质层（8）的内部填充有金属材质的高压电极（10），柱状等离子体发生器（1）的底部安装有金属底座（9），设于介质层（8）外壁的地电极（7）与金属底座（9）连接，储水室（14）内最高水位低于地电极（7）的最高点，使得地电极（7）一部分与储水室（14）内的气体接触。
4.根据权利要求1所述一种等离子体空气消杀装置，其特征在于，所述片状等离子体发生器（2）包括空心圆环状的压电陶瓷环（12），压电陶瓷环（12）为绝缘介质层，压电陶瓷环（12）靠近柱状等离子体发生器（1）的端部附着有金属环（11），压电陶瓷环（12）的空心处设有多孔金属片（13），金属环（11）与多孔金属片（13）的轴向距离为2mm-5mm；压电陶瓷环（12）的内径小于金属环（11）的内径，金属环（11）与压电陶瓷环（12）的内径差值为2mm-5mm；
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐晗，伍旻翀，黄轶泓，邵明绪，谢楷，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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