[发明专利]一种大气压介质阻挡放电等离子体灭菌装置

说明书

技术领域：

本发明属于等离子体放电技术领域，具体涉及大气压下等离子体介质阻挡放电灭菌的方法及与该方法相关的装置。

背景技术：

等离子体灭菌作为一种低温灭菌方法，其特点有：(1)灭菌温度低，可以实现对生物体表面的直接灭菌；(2)灭菌速度快，一般在几十秒钟到几十分钟内就可达到灭菌效果，非常适合紧急处理；(3)无副产物，不产生有毒残留物，对环境和操作人员安全；(4)灭菌全面，可以对复杂空间、外形的各个角度进行有效灭菌。

现有技术如中国专利200880123007.5，利用具有可控非电离微波辐射源与气体(惰性气体或惰性气体的混合物)结合的微波能量，产生用于对生物组织表面等进行灭菌的低温等离子体。可以将气体和微波能量沿集成的电缆组件传输到等离子体发生区。该集成电缆组件提供了双向气流配置，以允许将气体从表面去除。

又如中国专利200810191718.8，利用与射频或高频电源连接的电极在绝缘管内产生等离子体微束流，设有进气连接口、气体流量控制阀开关和电源开关，供气源中的气体在流经绝缘介质管内外电极之间的间隙时，被击穿电离形成等离子体向壳体外喷出，该喷出的等离子体束流可以用于对各种表面的清洗、消毒和灭菌的目的。再如中国专利201020111158.3，公开了一种用于灭菌消毒的梳形电极大气压等离子体装置，包括有透明罩体，透明罩体内设有梳形上、下电极，卡槽的一侧设有风机，风机与卡槽之间还设置有空气过滤网，电极通过导线分别与外置高压电源的正负极相连接，产生具有化学活性的粒子，能够进行灭菌消毒。

上述各种装置在实用性、安全性方面均有所欠缺，需进行进一步改进：（1）实际使用时，人们希望灭菌装置能够随身携带，因此电源电压和体积因此受到制约，需尽可能通过技术手段降低放电所需电压。（2）实际灭菌情况是复杂多变的，灭菌装置应能够根据情况，灵活产生不同的电场或等离子体，这也就要求装置应能够灵活控制等离子体的发生范围，以提高灭菌效率。（3）需考虑温度、压强等环境因素以及等离子体密度对等离子体灭菌效率产生的影响。（4）需考虑等离子体灭菌装置的安全性问题，避免装置产生的高压、射频等伤害到操作人员。（5）上述装置都需要外接工作气体或鼓风机，不利于实际环境下使用。

发明内容：

本发明旨在提出一种新型的等离子体灭菌方法及装置，以改进现有技术在实用性、安全性等方面的不足，实现高效、安全灭菌，减小装置体积，减少能耗及成本，灵活应对不同情况。

本发明采用的技术方案为：一种大气压介质阻挡放电等离子体灭菌装置，该装置包括：外壳和内部电路；内部电路包括传感器、分析电路、电压控制电路和等离子体发生装置；传感器包括温度传感器、气压传感器和风力传感器；传感器探测包括温度、气压和风力的环境条件，然后将环境条件的数据传到分析电路，接收到环境参数的分析电路，将这些外界环境参数与预先存储好的参数进行比对，根据比对结果，对已经设置好的指令模板做出相应的更改，此指令模板对应预先存储好的参数，即调整指令中电压参数的大小，从而形成新的指令，并对电压控制电路发出指令，电压控制电路接收到指令后调节输入等离子体发生装置的电压，或者通过外部控制电路即人工调节，由操作人员根据自己的判断调节等离子体发生装置的电压，等离子体发生装置采用射频预电离的方法对气体进行预电离，在空气间隙中形成一定量的均匀分布的初始电子以降低击穿电压，然后再采用介质阻挡放电的方式对已经预电离的气体进行放电击穿，充分电离，形成等离子体，作用于物体表面，实现安全、清洁、高效地灭菌，同时达到灵活控制等离子体装置产生合适的等离子体以提高灭菌效率的目的；当产生的等离子体将细菌杀灭后，经人工调节停止等离子体产生或经传感器探测、并由分析电路分析处理后，发出指令通过电压控制电路调节等离子体发生装置停止产生等离子体气流。

其中，所述的外壳主材料为经过等离子体离子注入处理的工程塑料（ABS），采用圆筒形设计，整体长10-120cm，圆筒直径2-10cm，在外壳中间相距20cm的两处设有两个手持部位24，该手持部位相对于圆筒身而言直径较小1-3cm，但此处经加厚，并采用磨砂处理，不仅能更好的绝热，同时也增大操作人员手部与装置之间的摩擦，在前一个手持部位距离1cm处，设置电压旋钮，控制输入等离子发生装置中的电压；在后一个手持部位距离2cm处，设置电路总开关，控制等离子体的发生与停止；在其后分别设有气体流量计、稀有气体加载部位，在外壳的末端为环状的射频预电离电极和等离子体发生装置的外电极。

其中，所述的稀有气体采用氩气。