一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器及滅菌裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器及滅菌裝置，等離子體射流發(fā)生器由輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置串聯(lián)而成，所述輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置包括腔體和兩個電極，腔體具有進(jìn)氣端口和出氣端口，進(jìn)氣端口連接氣體管路，腔體在出氣端口形成窄縫腔體或者腔體整體為窄縫腔體，兩個電極的放電端位于窄縫腔體的出氣端口，電極連接電極電線，電極電線連接高壓交流電或與其他輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的電極電線串聯(lián)。本實用新型大面積低溫等離子體射流發(fā)生器與滅菌裝置的滅菌腔連接，向滅菌腔噴灑低溫等離子體。本實用新型可以實現(xiàn)輝光放電的陣列式和大面積、大體積放電。
【專利說明】一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器及滅菌裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于低溫等離子領(lǐng)域，具體涉及一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器 及滅菌裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 等離子體產(chǎn)生方式主要有弧光放電、電暈放電、輝光放電、介質(zhì)阻擋放電（DBD)和 大氣壓下輝光放電（APGD)等幾種。其中，弧光放電產(chǎn)生的等離子溫度很高；電暈放電產(chǎn)生 的低溫等離子體主要分布在極不均勻電場中，能量過于集中，且這種放電較弱，產(chǎn)生等離子 體及活性粒子的效率太低，很難獲得大體積的等離子體。輝光放電一般在低氣壓下進(jìn)行，所 需的放電電壓較低，電子的能量也較低?；谶@些因素，以上幾種放電均不適合實際應(yīng)用。 因此，可實際應(yīng)用的是介質(zhì)阻擋放電和大氣壓的輝光放電。隨著低溫等離子體技術(shù)的迅速 發(fā)展，其在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用優(yōu)勢亦非其他物理或者化學(xué)方法可比擬。目前制約低溫等 離子體應(yīng)用的瓶頸問題是放電面積過小，難以獲得大面積大體積的低溫等離子體，因此無 法大面積處理物體。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型的目的是提供一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，該電低溫等離子 體射流發(fā)生器可以實現(xiàn)輝光放電的陣列式和大面積、大體積放電。將其應(yīng)用于滅菌裝置，具 有明顯的殺菌效果。
[0004] 本實用新型的技術(shù)方案是：一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，由輝光放電低 溫等離子體射流發(fā)生裝置串聯(lián)而成，所述輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置包括腔體和 兩個電極，腔體具有進(jìn)氣端口和出氣端口，進(jìn)氣端口連接氣體管路，腔體在出氣端口形成窄 縫腔體或者腔體整體為窄縫腔體，兩個電極的放電端位于窄縫腔體的出氣端口，電極連接 電極電線，電極電線連接高壓交流電或與其他輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的電極 電線串聯(lián)。
[0005] 作為一種優(yōu)選方式，窄縫腔體由兩片平行的陶瓷片密封形成，兩個陶瓷片間隙 l-3mm〇
[0006] 作為一種優(yōu)選方式，串聯(lián)電極的回路中連接有限流電阻，實現(xiàn)大電壓、小電流輸 出，保證了大氣壓下的持續(xù)輝光放電。
[0007] 作為一種優(yōu)選方式，串聯(lián)電極連接高頻高壓變壓器。
[0008] 作為一種優(yōu)選方式，形成等離子體的放電氣體為氬氣。
[0009] 本實用新型還提供了一種低溫等離子滅菌裝置，其核心是上述大面積低溫等離子 體射流發(fā)生器與滅菌腔連接，向滅菌腔噴灑低溫等離子體。
[0010] 本實用新型的有益效果是將若干輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置進(jìn)行串聯(lián)， 實現(xiàn)了輝光放電的陣列式和大面積、大體積放電。同時對低溫等離子體射流發(fā)生裝置結(jié)構(gòu) 進(jìn)行了優(yōu)化，實現(xiàn)了大氣壓下的輝光放電，并防止了輝光放電向電弧放電的轉(zhuǎn)化。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1本實用新型輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖2本實用新型滅菌裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 1氣瓶，2調(diào)壓器，3變壓器，4穩(wěn)流計，5氣體電子流量計，6氣體混合緩沖瓶，7輝光 放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置，8滅菌腔，9溫度計，10載物臺，11支撐擋板，12排氣口， 71、72電極，73、74陶瓷片，75支撐板，76氣體管路，77、78電極電線，79進(jìn)氣端口，710窄縫 腔體，711出氣端口。

【具體實施方式】
[0014] 本實用新型的一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，是由若干如圖1所示的輝光 放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置串聯(lián)而成，串聯(lián)數(shù)量可根據(jù)需要的流設(shè)面積和體積進(jìn)行設(shè) 定。
[0015] 輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置7包括腔體和兩個電極71、72,腔體具有進(jìn) 氣端口 79和出氣端口 711，進(jìn)氣端口 79連接氣體管路76,腔體在出氣端口 711形成窄縫腔 體710或者腔體整體為窄縫腔體710,兩個電極71、72的放電端位于窄縫腔體的出氣端口 711。在本實施例中窄縫腔體710由兩片平行的陶瓷片73、74密封形成，陶瓷片73和陶瓷 片74的間隙l-3mm，支撐板75,用于固定陶瓷片、電極和形成氣體通路，支撐板75可以選用 聚四氟乙烯等絕緣材料制成。電極71、72延長穿過支撐板75分別形成電極電線78、77,用 于連接高壓交流電或與其他輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的電極電線串聯(lián)。
[0016] 圖2是應(yīng)用本實用新型大面積低溫等離子體射流發(fā)生器的一種滅菌裝置結(jié)構(gòu)示 意圖，多個輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置7串聯(lián)，其電極電線77、78連接變壓器3,變 壓器3連接調(diào)壓器2后與電源連接。調(diào)壓器2用于調(diào)整電壓大小，變壓器3是高頻高壓變 壓器，輸出高頻電壓。串聯(lián)電極的回路中連接有限流電阻R，實現(xiàn)大電壓、小電流輸出，保證 了大氣壓下的持續(xù)輝光放電。每個輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置7的氣體管路76 與氣體混合緩沖瓶6連接，氣體混合緩沖瓶6依次與氣體電子流量計5、穩(wěn)流計4連接后接 氣瓶1，氣體電子流量計5用于準(zhǔn)確計量及控制進(jìn)入氣體混合緩沖瓶6氣體的量。每個輝光 放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置7的出氣端口 711伸入滅菌腔8,滅菌腔8的側(cè)壁上自靠近 出氣端口 711端至遠(yuǎn)離出氣端口 711端設(shè)置有多個支撐擋板11，載物臺10放置在支撐擋板 11上。在滅菌腔底部近端設(shè)置有排氣口 12。
[0017] 該滅菌裝置的工作流程為：（1)打開氣瓶1閥門，調(diào)整氣體流量，使放電氣體充滿 整個氣體管路并將滅菌腔室8中的空氣排凈；（2)接通高壓電源開始放電，氣體會在輝光放 電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的端口處放電，產(chǎn)生刷裝低溫等離子體射流；（3)低溫等離 子體迅速充滿整個滅菌腔室，并對載物臺上的樣品進(jìn)行噴灑式滅菌。
[0018] 在實際使用過程中可以根據(jù)需要調(diào)整載物臺10與輝光放電低溫等離子體射流發(fā) 生裝置的端口的距離。距離低溫等離子體"射流"越近，等離子體能量越高，殺菌效果越好， 但距離太近，溫度會升高。我們在滅菌腔8中設(shè)置了高度可調(diào)節(jié)的溫度計9,將9個輝光放 電低溫等離子體射流發(fā)生裝置7串聯(lián)。對距等離子體釋放端口距離6 cm、4 cm、l cm 3個 高度的溫度進(jìn)行測定，這3個位置的溫度分別為45°C、55°C、70°C。等離子體射流內(nèi)部溫度 最高不超過92°C，本實用新型產(chǎn)生的低溫等離子體溫度低，適合用于處理熱敏材料。載物臺 距離等離子體釋放端口距離可調(diào)節(jié)，方便根據(jù)待滅菌物體性質(zhì)控制其接觸的等離子體的溫 度。對載物臺與距離等離子體釋放端口 6 cm處的滅菌效果進(jìn)行測試。
[0019] 1菌懸液的制備
[0020] 分別吸取萬· ATCC 10536、5： atfreiAs ATCC 12600 肉湯培養(yǎng)液 I mL 于 I. 5 mL 離心管中，5000 g離心5 min,吸棄上清，加入I mL無菌生理鹽水懸浮洗漆混勻，用核酸蛋 白分析儀測定菌液濃度，用生理鹽水將菌液濃度稀釋至XlO7 CFU/mL。
[0021] 2 涂片
[0022] 分別吸取上述菌懸液10 μ L滴于一無菌載玻片上，用接種環(huán)均勻涂開。每種細(xì)菌 制作6個涂片，3個用于滅菌，3個用作對照。
[0023] 3 滅菌
[0024] 打開氣瓶閥門，調(diào)整氣體流量，使放電氣體充滿整個氣體管路并將滅菌腔室8中 的空氣排凈。接通高壓電源開始放電，氣體會在9個低溫等離子體端口處放電，產(chǎn)生刷裝 低溫等離子體射流。調(diào)整放電參數(shù)為：峰值電壓10 KV，工作頻率30-40 KHz，峰值功率120 W，氣體流量2 L/min，氣壓為常壓，溫度為室溫。待低溫等離子體充滿整個滅菌腔室后，將3 片凡cWi菌片和3片5： aareM菌片置于滅菌腔載物臺上，載物臺高度距離放電端口 6 cm，i?. 處理2 min, 51 處理3 min。對照于室溫放置同樣時間。
[0025] 4滅菌效果檢測
[0026] 將處理組和對照組細(xì)菌載玻片分別放于無菌培養(yǎng)皿中，加入20 mL無菌生理鹽水 進(jìn)行充分清洗，使細(xì)菌完全脫離載玻片。然后吸取50 μ L菌懸液涂布于營養(yǎng)瓊脂平板上， 36. 5°C培養(yǎng)18-24 h，采用平板計數(shù)法計數(shù)存活的細(xì)菌數(shù)量。
[0027] 5滅菌結(jié)果
[0028] 處理組和對照組的菌落計數(shù)結(jié)果見表2-1。由表可知，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌 經(jīng)低溫等離子體分別處理2 min和3 min后，細(xì)菌全部被殺死，與對照組比較菌具有顯著性 差異（K0. 01)，說明本實用新型的低溫等離子體殺菌裝置具有較明顯的殺菌效果。
[0029] 表1低溫等離子體殺菌處理組及對照組的菌落統(tǒng)計
[0030]

【權(quán)利要求】
1. 一種大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，其特征在于：由輝光放電低溫等離子體射流 發(fā)生裝置串聯(lián)而成，所述輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置包括腔體和兩個電極，腔體 具有進(jìn)氣端口和出氣端口，進(jìn)氣端口連接氣體管路，腔體在出氣端口形成窄縫腔體或者腔 體整體為窄縫腔體，兩個電極的放電端位于窄縫腔體的出氣端口，電極連接電極電線，電極 電線連接高壓交流電或與其他輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生裝置的電極電線串聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，其特征在于：窄縫腔體由 兩片平行的陶瓷片密封形成，兩個陶瓷片間隙l_3mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，其特征在于：串聯(lián)電極的 回路中連接有限流電阻。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，其特征在于：串聯(lián)電極連 接高頻高壓變壓器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大面積低溫等離子體射流發(fā)生器，其特征在于：形成等離子 體的放電氣體為氬氣。
6. -種低溫等離子滅菌裝置，其特征在于：其核心是由權(quán)利要求1所述的大面積低溫 等離子體射流發(fā)生器與滅菌腔連接，向滅菌腔噴灑低溫等離子體。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述滅菌裝置，其特征在于：每個輝光放電低溫等離子體射流發(fā)生 裝置的出氣端口伸入滅菌腔，滅菌腔的側(cè)壁上自靠近出氣端口端至遠(yuǎn)離出氣端口端設(shè)置有 多個支撐擋板，載物臺放置在支撐擋板上。
【文檔編號】A61L2/14GK204191013SQ201420666299
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】李兆杰, 楊麗君, 劉小菁, 王靜, 劉玉敏, 李春喜 申請人:威海出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術(shù)中心, 威海職業(yè)學(xué)院