一種手持式低溫等離子體射流裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種大氣壓等離子體射流裝置，具體為手持式大氣壓He氣介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體射流裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]介質(zhì)阻擋放電是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種氣體放電，介質(zhì)可以覆蓋在電極上也可以懸掛在放電空間里。這樣，當(dāng)在放電電極上施加足夠高的交流電壓時(shí)，電極間的氣體即使在很高氣壓下也能被擊穿而形成所謂的介質(zhì)阻擋放電。介質(zhì)阻擋放電等離子體，是一種高氣壓的冷等離子體。因?yàn)樗軌蛟诖髿鈮旱臈l件或高于大氣壓的條件下產(chǎn)生，而不需要真空設(shè)備就可以在較低的溫度下獲得化學(xué)反應(yīng)所需要的活性粒子，它還具有特殊的光、熱、聲、電等物理過程及化學(xué)過程。
[0003]介質(zhì)阻擋放電可以在大氣壓下產(chǎn)生穩(wěn)定的低溫等離子體，與其它低溫等離子體產(chǎn)生方法相比，更適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，在廢氣處理、廢水處理、煙氣除硫、殺菌消毒、材料表面改性、有機(jī)物氧化處理、薄膜沉積、皮膚表面處理等領(lǐng)域，具有廣闊應(yīng)用前景，已經(jīng)引起了許多研究者的高度關(guān)注。尤其是近年來，低溫等離子體技術(shù)已經(jīng)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用，人們嘗試著使用等離子體來取代或者輔助藥物和傳統(tǒng)的醫(yī)療手段來達(dá)到更好的治療效果，這樣不僅可以避免藥物對人體造成的副作用，也不會對環(huán)境造成破壞。
[0004]由于介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)中受到絕緣介質(zhì)材料、尺寸及形狀的約束，并且放電電壓及溫度通常較高，傳統(tǒng)的介質(zhì)阻擋放電裝置存在以下缺點(diǎn)(I)外形較大；(2)使用有觸電危險(xiǎn)；(3)射流溫度較高；(4)加工成本較高。由于這些缺點(diǎn)的存在致使傳統(tǒng)介質(zhì)阻擋放電裝置不利于手持操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種成本較低、便于手持且安全的大氣壓低溫等離子體射流裝置，以解決傳統(tǒng)介質(zhì)阻擋放電不便手持操作且放電電壓及溫度較高的問題。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型所涉及手持式等離子體發(fā)生裝置包括等離子體腔、絕緣保護(hù)套管、硬導(dǎo)氣管、外部電源和外部氣源;所述等離子體腔包括小口徑銅管電極和帶絕緣層電極，所述兩個(gè)電極分別連接到所述外部電源的兩極;所述外部電源為1kHz?30kHz的交流電源或脈沖電源;所述外部氣源為He氣，通過導(dǎo)氣管與等離子體腔連接。
[0007]手持式等離子體發(fā)生裝置，其特征在于:所述銅管電極為內(nèi)徑0.5?3mm、壁厚0.5?2mm的紫銅管或黃銅管，并具有束流作用；所述帶絕緣層電極為漆包線或帶絕緣包層的導(dǎo)線，其絕緣層同時(shí)具有阻擋介質(zhì)的作用，有效防止等離子體向電弧放電轉(zhuǎn)化，所述帶絕緣層電極可纏繞在銅管上或纏繞在所述硬導(dǎo)氣管上距離銅管1mm以內(nèi)位置形成放電回路;所述兩個(gè)電極分別連接到所述外部電源的兩極；由于放電回路在腔內(nèi)形成而受外界干擾較小，因此有利于形成穩(wěn)定的等離子體射流，且所述帶絕緣層電極通過電源的地端接地，以保證儀器安全;所述外部電源為1kHz?30kHz的交流電源或脈沖電源;所述硬導(dǎo)氣管為內(nèi)徑3?5mm的硅膠管或聚四氟乙烯管，具有良好彎曲性能，導(dǎo)氣管可直接緊密套在銅管電極外面，將氣體通入銅管中進(jìn)行放電并射出;所述外部氣源為He氣，通過導(dǎo)氣管與等離子體腔連接，He氣的使用有利于降低放電電壓及放電功率，從而保證手持裝置的安全;所述絕緣保護(hù)套管為內(nèi)徑10?14mm外徑14?18mm的硅膠管或PU管，具有較好的柔韌性及彎曲性能，能夠把等離子體腔及氣管緊密牢固的裝入其中，并且所述保護(hù)套管能夠起到安全隔離作用及便于手持操作。
[0008]有一定流速的He氣通過硬導(dǎo)氣管進(jìn)入銅管，在兩電極上的高電壓作用下銅管內(nèi)的He氣擊穿形成等離子體并發(fā)展為射流。等離子體射流溫度基本維持在室溫，從而形成低溫大氣壓等離子體射流，并可以手持操作。本裝置能在大氣壓下穩(wěn)定工作，并保持等離子體溫度為室溫或僅略高于室溫。本裝置產(chǎn)生的等離子體射流面積、長度、強(qiáng)度可通過電源電壓及頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，針對不同的處理對象可提供不同的工作模式。
[0009]本裝置的使用有利于降低設(shè)備加工成本，并能方便產(chǎn)生穩(wěn)定的富含高能活性粒子的大氣壓低溫等離子體射流，且便于手持使用放電裝置。因此本實(shí)用新型將大大提高低溫等離子體的應(yīng)用范圍，例如用于傳統(tǒng)等離子體不便處理的不規(guī)則材料表面改性，用于限定范圍內(nèi)的局部表面處理，用于皮膚表面清洗、殺菌、消毒，及其它一些場合下的消毒殺菌、疾病治療、等離子體刻蝕等。
【附圖說明】
[0010]圖1為手持式等離子體射流裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]如圖1所示。本實(shí)用新型所涉及手持式等離子體發(fā)生裝置包括等離子體腔、絕緣保護(hù)套管6、硬導(dǎo)氣管4、外部電源3和外部氣源5;所述等離子體腔包括小口徑銅管電極I和帶絕緣層電極2，其特征在于:所述銅管電極I為內(nèi)徑2mm、外徑4mm的紫銅管或黃銅管，并具有束流作用;所述帶絕緣層電極2為漆包線或帶絕緣包層的導(dǎo)線，其絕緣層同時(shí)具有阻擋介質(zhì)的作用，有效防止等離子體向電弧放電轉(zhuǎn)化，所述帶絕緣層電極2可纏繞在銅管I上或纏繞在所述硬導(dǎo)氣管4上距離銅管1mm以內(nèi)位置形成放電回路;所述兩個(gè)電極1、2分別連接到所述外部電源3的兩極；由于放電回路在腔內(nèi)形成而受外界干擾較小，因此有利于形成穩(wěn)定的等離子體射流，且所述帶絕緣層電極2通過電源的地端接地，以保證儀器安全;所述外部電源3為1kHz?30kHz的交流電源或脈沖電源;所述硬導(dǎo)氣管4為內(nèi)徑4mm的娃膠管或聚四氟乙烯管，具有良好彎曲性能，導(dǎo)氣管4可直接套在銅管電極I外面，將氣體5通入銅管I中進(jìn)行放電并射出；所述外部氣源為He氣5，通過導(dǎo)氣管4與等離子體腔連接，He氣的使用有利于降低放電電壓及放電功率，從而保證手持裝置的安全;所述絕緣保護(hù)套管6為內(nèi)徑12_外徑16_的硅膠管或PU管，具有較好的柔韌性及彎曲性能，能夠把等離子體腔及氣管緊密牢固的裝入其中，并且所述保護(hù)套管能夠起到安全隔離作用及便于手持操作。
[0012]一定流速的He氣5通過硬導(dǎo)氣管4進(jìn)入銅管I，在兩電極上的高電壓作用下銅管I內(nèi)的He氣擊穿形成等離子體并發(fā)展為射流7。等離子體射流7溫度基本維持在室溫，從而形成低溫大氣壓等離子體射流，并可以手持操作。本裝置能在大氣壓下穩(wěn)定工作，并保持等離子體溫度為室溫或僅略高于室溫。本裝置產(chǎn)生的等離子體射流面積、長度、強(qiáng)度可通過外部電源3電壓及頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，針對不同的處理對象可提供不同的工作模式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種手持式等離子體發(fā)生裝置，包括等離子體腔、絕緣保護(hù)套管、硬導(dǎo)氣管、外部電源和外部氣源，其特征在于:所述等離子體腔包括小口徑銅管電極和帶絕緣層電極，所述銅管電極為內(nèi)徑0.5?3mm、壁厚0.5?2mm的紫銅管或黃銅管，所述帶絕緣層電極為漆包線或帶絕緣包層的導(dǎo)線，所述帶絕緣層電極可纏繞在銅管上或纏繞在所述硬導(dǎo)氣管上距離銅管1mm以內(nèi)位置，所述兩個(gè)電極分別連接到所述外部電源的兩極，且所述帶絕緣層電極通過電源的地端接地。2.一種如權(quán)利要求1所述的手持式等離子體發(fā)生裝置，其特征在于:所述絕緣保護(hù)套管為內(nèi)徑14_外徑16_的硅膠管或PU管，能夠把等離子體腔及氣管緊密牢固的裝入其中。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種手持式等離子體發(fā)生裝置，包括等離子體腔、絕緣保護(hù)套管、硬導(dǎo)氣管、外部電源和外部氣源；所述等離子體腔包括小口徑銅管電極和帶絕緣層電極，所述帶絕緣層電極為漆包線或帶絕緣包層的導(dǎo)線，該電極可纏繞在銅管上或纏繞在所述硬導(dǎo)氣管上距離銅管10mm以內(nèi)位置形成放電回路，由于放電回路在腔內(nèi)形成而受外界干擾較??；所述硬導(dǎo)氣管可直接套在銅管電極外面；所述絕緣保護(hù)套管為內(nèi)徑10~14mm外徑14~18mm的硅膠管或PU管，能夠把等離子體腔及氣管緊密牢固的裝入其中，并且所述保護(hù)套管能夠起到安全隔離作用及便于手持操作。本裝置能在大氣壓下穩(wěn)定工作，并保持等離子體溫度為室溫或僅略高于室溫。本裝置產(chǎn)生的等離子體射流面積、長度、強(qiáng)度可通過電源電壓及頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)，針對不同的處理對象可提供不同的工作模式。本裝置能方便產(chǎn)生穩(wěn)定的富含高能活性粒子的大氣壓低溫等離子體射流，且便于手持操作放電裝置。
【IPC分類】H05H1/26
【公開號】CN205265988
【申請?zhí)枴緾N201520907482
【發(fā)明人】王興權(quán), 王鳳鵬, 黃駿, 陳維, 何洪濤, 曾祥華
【申請人】贛南師范學(xué)院
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年11月16日