一種可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種可用于傷口愈合的等離子體發(fā)生裝置，包括接地的不銹鋼筒帽，該筒帽內(nèi)壁緊貼一層絕緣介質(zhì)，頂部開口，底部安裝有圓柱形絕緣底座，套有石英介質(zhì)管的高壓電極通過絕緣底座中心置于不銹鋼筒帽內(nèi)，高壓電極前端作為放電端，后端與高壓電源相連接，在高壓電極后端連接著絕緣底座安裝可調(diào)裝置，并連接著絕緣底座安裝絕緣介質(zhì)外殼，所述的不銹鋼筒帽一側(cè)開有工作氣體進氣通道；所述石英介質(zhì)管兩端敞口，所述的可調(diào)裝置調(diào)節(jié)高壓電極與筒帽地電極間的放電間距。本實用新型易制作，使用簡單方便安全，放電氣體范圍廣，可以解決空氣，氮氣放電問題，等離子體溫度低，粒子密度高，活性成分多，可用于傷口愈合，進一步拓展了常壓等離子體應(yīng)用范圍。
【專利說明】—種可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于常壓冷等離子體發(fā)生裝置，具體涉及一種可用于傷口愈合的大氣壓低溫等離子體發(fā)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]常壓非平衡等離子體由于其不需要真空系統(tǒng)，并且其等離子體空間富集離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子及自由基等都是活潑的反應(yīng)性物種，這些活性粒子數(shù)量大、種類多、活性強，易于和所接觸的材料表面發(fā)生反應(yīng)。因此常壓非平衡等離子體在航天、環(huán)境、生物醫(yī)療、材料的表面處理、食品殺菌、廢水處理等方面的有很大的應(yīng)用前景。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，常壓等離子體按等離子體溫度與電子溫度的關(guān)系，主要有常壓平衡等離子體和常壓非平衡等離子體。這兩種常壓等離子體由于等離子體特性的不同，有著不同的應(yīng)用。常壓平衡等離子體常指等離子體溫度在幾千開爾文以上的熱等離子體，這類等離子體具有高溫、高密度的特性常被用于等離子體材料合成、等離子體噴涂及金屬熔融焊接等領(lǐng)域。而常壓非平衡等離子體由于等離子體溫度遠小于電子溫度，使得等離子體在保持豐富的活性粒子成分的同時，等離子溫度只有幾百開爾文。這種非平衡特性常用于非耐高溫表面材料的處理以及生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用。
[0004]常規(guī)的常壓非平衡等離子體多采用介質(zhì)阻擋放電形式以及工作氣體多為惰性工作氣體如氬氣和氦氣產(chǎn)生。而這些工作氣體一般價格昂貴，所以采用較為便宜的氮氣、氧氣、空氣作為工作氣體也就變得更具有實際意義。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種可用于傷口愈合的常壓非平衡冷等離子體發(fā)生裝置，可采用惰性氣體如氦氣、氬氣及其摻氧氣體，也可以是成本較低的氮氣(氮摻氧)、氧氣和空氣等作為工作氣體。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，包括接地的不銹鋼筒帽，該筒帽內(nèi)壁緊貼一層聚四氟材料的絕緣介質(zhì)，頂部開口，底部安裝有圓柱形絕緣底座，套有石英介質(zhì)管的高壓電極通過圓柱形絕緣底座中心置于不銹鋼筒帽內(nèi)，高壓電極前端作為放電端，處在不銹鋼筒帽頂部區(qū)域，后端與高壓電源相連接，在高壓電極后端連接著絕緣底座安裝可調(diào)裝置，所述的可調(diào)裝置由絕緣圓柱塊和旁側(cè)裝有帶刻度的標(biāo)尺的組成，并連接著絕緣底座安裝聚四氟材料的絕緣介質(zhì)外殼，所述的不銹鋼筒帽一側(cè)開有工作氣體進氣通道；所述石英介質(zhì)管兩端敞口，使所述的高壓電極放電端與不銹鋼筒帽頂部開口間無介質(zhì)層阻擋，通過所述的可調(diào)裝置調(diào)節(jié)高壓電極與筒帽地電極間的放電間距。
[0008]所述高壓電極的放電端的形狀可以為平面狀結(jié)構(gòu)或者圓錐狀結(jié)構(gòu)。
[0009]所述高壓電極材料可以是銅、鎢等導(dǎo)電耐腐蝕材料。
[0010]所述的高壓電源可以是交流電源或直流電源，其內(nèi)部具有限流功能，以保證常壓等離子體發(fā)生裝置的低溫特性。
[0011]所述的高壓交流電源輸出電壓從0-25KV可調(diào)，輸出頻率從IOkHz到50kHz可調(diào)。
[0012]在固定所述高壓電源輸出電壓、頻率及固定氣流量條件下，通過調(diào)節(jié)放電間距，可改變發(fā)生長度和溫度。
[0013]在固定放電間距及固定氣流量條件下，通過調(diào)節(jié)所述高壓電源輸出電壓和頻率，可改變發(fā)生長度和溫度。
[0014]在固定所述高壓電源輸出電壓、頻率及固定放電間距條件下，通過改變氣體流量，可改變發(fā)生長度和溫度。
[0015]所述的高壓電極放電端作用于工作氣體可產(chǎn)生大量能快速促進傷口愈合的氮氧化物，活性氧等活性粒子成分。
[0016]本實用新型具有如下顯著優(yōu)點:
[0017](I)、由于在常壓條件下產(chǎn)生等離子體，無需昂貴的真空設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單方便，易于制作，成本低。
[0018](2)、由于高壓電極至于不銹鋼筒內(nèi)，外有絕緣介質(zhì)以及接地保護，安全可靠，可接觸。
[0019](3)、電極間無介質(zhì)阻擋層，電源具有限流功能，等離子體活性粒子密度高，同時具有低溫特性。
[0020](4)、通過調(diào)節(jié)放電間距來調(diào)節(jié)等離子體放電強度，可改變等離子體溫度及活性粒子密度，可用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域如等離子體醫(yī)學(xué)和表面清洗等，拓展了應(yīng)用范圍
[0021](5)、可以采用氮氣(氮氣摻氧)、氧氣、空氣作為工作氣體可大大降低成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型(平面狀電極)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為本實用新型(圓錐狀電極)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1、2所示，一種可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，包括接地的不銹鋼筒帽5，該筒帽內(nèi)壁緊貼一層聚四氟材料的絕緣介質(zhì)，頂部開口，底部安裝有圓柱形絕緣底座9，套有石英介質(zhì)管3的高壓電極4穿過圓柱形絕緣底座中心置于不銹鋼筒帽5內(nèi)，高壓電極前端作為放電端，處在不銹鋼筒帽頂部區(qū)域6，后端與高壓電源I相連接，在高壓電極后端連接著絕緣底座安裝可調(diào)裝置，所述的可調(diào)裝置由絕緣圓柱塊和旁側(cè)裝有帶刻度的標(biāo)尺10的組成，并連接著絕緣底座安裝聚四氟材料的絕緣介質(zhì)外殼11，所述的不銹鋼筒帽一側(cè)開有工作氣體進氣通道2，進氣通道通過流量計連接氣瓶；所述石英介質(zhì)管兩端敞口，使所述的高壓電極放電端與不銹鋼筒帽頂部開口間無介質(zhì)層阻擋，形成等離子體反應(yīng)區(qū)7，高壓電極4放電端為平面狀或圓錐狀，通過所述的可調(diào)裝置調(diào)節(jié)高壓電極與筒帽地電極間的放電間距，進而改變等離子體反應(yīng)區(qū)7的放電強度，并在氣流的引導(dǎo)作用下吹出不銹鋼筒形成等離子體8。
[0025]高壓電極4材料可以是銅、鎢等導(dǎo)電耐腐蝕材料，高壓電源I可以是直流電源或交流電源，通過進氣通道2的工作氣體既可以是惰性氣體如氦氣、氬氣及其摻氧氣體，也可以是較便宜的氮氣(氮摻氧)、氧氣和空氣等氣體。
[0026]改變電源I輸出電壓、頻率，放電間距和進入進氣通道2的氣流量可改變等離子體8的長度和等離子體溫度。以氮氣放電為例，固定輸出電壓為6 kV，頻率32 kHz，氣流量20L/min,通過調(diào)節(jié)放電間距(2-6 mm),可實現(xiàn)等離子體8長度從2_3 cm,溫度從300-330K的變化。
[0027]以氮氣放電為例，固定放電間距4 mm，輸出頻率32 kHz，氣流量20 L/min，通過改變輸出電壓(6KV-9KV)可實現(xiàn)等離子體8長度2.5-3.5 cm，溫度300-400K的變化。
[0028]以氮氣放電為例，固定放電間距4 mm，輸出電壓6 kV，頻率32 kHz，改變氣流量(5-40 L/min)可實現(xiàn)等離子體8長度2-6 cm，溫度300-450K的變化。
[0029]以氮氣放電為例，在輸出電壓為6 kV，頻率32 kHz，氣流量20 L/min，放電間距4mm固定條件下，發(fā)生溫度300K左右條件下，可在5 min內(nèi)將涂布在瓊脂板上的綠膿桿菌從IO6 CFU完全殺滅。
【權(quán)利要求】
1.一種可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，包括接地的不銹鋼筒帽，該筒帽內(nèi)壁緊貼一層聚四氟材料的絕緣介質(zhì)，頂部開口，底部安裝有圓柱形絕緣底座，套有石英介質(zhì)管的高壓電極通過圓柱形絕緣底座中心置于不銹鋼筒帽內(nèi)，高壓電極前端作為放電端，處在不銹鋼筒帽頂部區(qū)域，后端與高壓電源相連接，在高壓電極后端連接著絕緣底座安裝可調(diào)裝置，所述的可調(diào)裝置由絕緣圓柱塊和旁側(cè)裝有帶刻度的標(biāo)尺的組成，并連接著絕緣底座安裝聚四氟材料的絕緣介質(zhì)外殼，其特征在于:所述的不銹鋼筒帽一側(cè)開有工作氣體進氣通道；所述石英介質(zhì)管兩端敞口，使所述的高壓電極放電端與不銹鋼筒帽頂部開口間無介質(zhì)層阻擋，通過所述的可調(diào)裝置調(diào)節(jié)高壓電極與筒帽地電極間的放電間距。
2.按照權(quán)利要求1所述的可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，其特征在于:所述高壓電極的放電端的形狀為平面狀結(jié)構(gòu)或者圓錐狀結(jié)構(gòu)。
3.按照權(quán)利要求1所述的可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，其特征在于:所述高壓電極材料是銅、鎢導(dǎo)電耐腐蝕材料。
4.按照權(quán)利要求1所述的可用于傷口愈合的常壓冷等離子體發(fā)生裝置，其特征在于:所述的高壓電源是交流電源或直流電源。
【文檔編號】H05H1/34GK203761669SQ201420030679
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】肖德志, 沈潔, 程誠, 蘭彥, 謝紅兵, 舒興勝 申請人:中國科學(xué)院等離子體物理研究所