[发明专利]一种利用石英管导流的空心针液面等离子体灭菌装置

说明书

本发明公开了一种利用石英管导流的空心针液面等离子体灭菌装置，包括正弦电源和等离子体产生装置，前方设置的气瓶通过管道与等离子体产生装置连通，等离子体产生装置的下方设置有烧杯，烧杯内放置有溶液；等离子体产生装置包括石英管和不锈钢空心针，不锈钢空心针安装在石英管的内部，石英管的底端伸入到溶液内，不锈钢空心针的底端位于溶液的上部，正弦电源的正极通过电线与不锈钢空心针连接并提供正极高电压，正弦电源的负极通过电线与溶液连接。本发明布局紧凑，连接使用方便快捷，放电稳定、成本低，且采用正弦电源驱动，易于集成，实验时采用石英管导流，等离子体中的活性物质能够直接与水中的细菌发生反应，提高了灭菌效率。

技术领域

本发明涉及灭菌装置技术领域，尤其涉及一种利用石英管导流的空心针液面等离子体灭菌装置。

背景技术

等离子体分为热平衡等离子体和非热平衡等离子体，由于非热平衡等离子体的温度接近室温，又称为大气压冷等离子体，在实验室中很容易产生，且其中的活性物质能够起到杀菌、治疗癌症、皮肤病等生物效应，因此大气压冷等离子体在生物医学方面的应用受到了国内外学者的广泛的关注。

作为大气压冷等离子体的分支之一，液相尤其是水中放电等离子体的研究也在近几年得到了很大发展。在液体中放电时会形成一个等离子通道，等离子体通道内的粒子主要由自由电子、·OH、·H、·O等自由基，以及H+、H2O+等离子组成。由于气-液界面的存在，这些粒子极易向水中扩散并与水分子以及水中的可溶性物质发生进一步反应。与此同时，等离子体通道通常以每秒数百米至每秒数十公里的速度从一极向另一极延伸，如等离子体未到达另一电极即已熄灭，这种放电形式被称为电晕放电。目前，研究的水中放电等离子体多是采用脉冲电源、直流电源驱动，多在液体上方利用等离子体杀菌，但由于活性粒子存在时间短，容易在还没到达液面时已经消失，从而降低灭菌效率。

因此，如何开发设计一种采用正弦驱动的、高效灭菌的等离子体灭菌装置，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用石英管导流的空心针液面等离子体灭菌装置，在等离子体产生处将等离子体及其中的活性粒子直接导向水中，解决现有技术在液体上方杀菌作业，因活性粒子存在时间短导致灭菌效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明一种利用石英管导流的空心针液面等离子体灭菌装置，包括正弦电源和等离子体产生装置，所述等离子体产生装置的前方设置有气瓶，所述气瓶通过管道与所述等离子体产生装置连通，所述等离子体产生装置的下方设置有烧杯，所述烧杯内放置有溶液；所述等离子体产生装置包括石英管和不锈钢空心针，所述不锈钢空心针安装在所述石英管的内部，所述石英管的底端伸入到所述溶液内，所述不锈钢空心针的底端位于所述溶液的上部，所述正弦电源的正极通过电线与所述不锈钢空心针连接并提供正极高电压，所述正弦电源的负极通过电线与所述溶液连接。

进一步的，所述石英管包括大头端和细管端，所述大头端和细管端一体成型；所述不锈钢空心针与所述石英管的顶端平齐且轴线位于同一条直线上，对齐后所述不锈钢空心针与所述石英管的顶端通过热熔胶固定连接在一起。

进一步的，所述等离子体产生装置的一侧设置有示波器，所述示波器的高压信号接口上连接有高压探头，所述高压探头的另一端与所述正弦电源的正极输出电线连接；所述示波器的电压信号接口上连接有电压探头，所述电压探头的另一端与所述正弦电源的负极输出电线连接，所述正弦电源的负极输出电线和地级之间连接有电阻。

进一步的，所述气瓶与所述等离子体产生装置的连通管道上安装有控制阀和质量流量控制计，所述控制阀靠近所述气瓶一侧放置。

进一步的，所述不锈钢空心针的底部端面距离溶液液面的距离为D，具体的D为0～10mm，所述石英管的底部端面与不锈钢空心针的底部端面距离为H,具体的H为24mm。