注射器式大氣壓微等離子體發生裝置的製作方法
2023-07-29 23:18:26 1
專利名稱：注射器式大氣壓微等離子體發生裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及大氣壓微等離子體發生裝置，尤其涉及利用微孔光纖插入式電極在大氣壓條件下，使用絕緣針頭產生安全的可注入式氣體微放電等離子體的裝置。
背景技術：
低溫等離子體是繼固態、液態、氣態之後的物質第四態，當外加電壓達到氣體的著火電壓時，氣體分子被擊穿，產生包括電子、各種離子、原子和自由基在內的混合體。大氣壓低溫等離子體技術，不需要複雜的真空設備，具有低本成、低能耗、高效率等特點，放電時氣體溫度低G0-80攝氏度)，安全穩定，處理過程中不會造成二次汙染。近十年來，低溫等離子體技術在全球引起了廣泛關注，目前世界上有多個研究小組在開展這方面的研究工作， 我國在這方面的研究還相對缺乏。大氣壓低溫等離子體技術廣泛應用於病變細胞處理、生物滅菌及其相關領域。使用傳統的介質阻擋放電方法產生的等離子體氣體流量高，穿透性差，可處理範圍停留在材料表層，限制了等離子體應用技術的發展。至今為止，微型注射式大氣壓低溫等離子體產生技術尚少有報導。
發明內容
鑑於現有技術所存在的上述問題，本發明旨在提供一種在大氣壓下可注射到樣品內部產生微放電冷等離子體的發生裝置，其結構簡單，並且高效節能，成本低廉。本發明的技術方案是這樣實現的一種注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，包括交流高壓電源、高壓電極、地電極和微孔光纖，其特徵在於所述微孔光纖下端密閉，其內插有高壓電極，其外套針筒；所述針筒上端封閉，並連接進氣管；針筒下端連接絕緣材質的針頭；所述光纖下端包裹於所述針頭內，兩者之間留有供氣體通過的縫隙；所述地電極接地並置於待處理樣品內。更具體的，所述微孔光纖外徑不大於1mm，內徑不小於50 μ m,所述絕緣材料針頭外徑為不大於1. 6mm，長30mm ；所述高壓電極的直徑為50 200 μ m ；所述高壓電源的頻率為5 15KHz，其峰峰值為6 ；所述高壓電極採用銅芯，所述地電極為銅片。所述針頭為陶瓷針頭。採用上述大氣壓微等離子體注射器式發生裝置進行放電時，預先通過進氣管向針筒內通入氣體，待氣流穩定後將針頭插入待處理樣品，接通連接高壓電極的高壓交流電源， 包裹在光纖內部的高壓電極與樣本內的地電極之間產生交變電場，使氣體發生場致電離， 產生穩定的氣體放電等離子體，對樣品進行處理。用瓊脂塊放置等離子體區域測試，未見融化，可知，等離子體溫度低於70攝氏度。用動物放置等離子體區域測試，其未表現出明顯不適，絕緣針頭附近等離子體電流在安全範圍。與現有技術相比，本發明優勢極為顯著其放電方式簡單，設備成本低；氣體體積小，氣體流量低；能耗低；可在液體樣本中通入氣體產生等離子體，廣泛適用於對材料內部的處理，或對人體內部組織的處理。
圖1是本發明實施例的結構簡圖；圖2是實施例所述液體樣本中的放電照片。具體實施方法下面結合附圖對本發明作進一步說明。一種注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，如圖1所示，採用銅芯作高壓電極1插於微孔光纖2中，連通交流高壓電源，針筒3上端封閉並連接進氣管6，光纖穿過針筒下端包裹於陶瓷針頭4內部，採用銅片為地電極5置於樣本中接地。其中，所述微孔光纖外徑為 Imm,內徑為50 μ m ；所述陶瓷針頭外徑為為1. 6mm,長30mm ；所述高壓電極的直徑為50 μ m ； 所述高壓電源的頻率為5 15KHz，其峰峰值為6 35KV ；放電時，放電氣體經過質量流量控制器通過進氣管6通入針筒3內，針頭4插入樣品內部，針頭中的高壓電極1和樣品中的地電極5產生交變電場，在樣品7處產生氣體放電等離子體，如圖2所示。以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式
，但本發明的保護範圍並不局限於此， 任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術範圍內，根據發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，包括交流高壓電源、高壓電極、地電極和微孔光纖，其特徵在於所述微孔光纖下端密閉，其內插有高壓電極，其外套針筒；所述針筒上端封閉，並連接進氣管；針筒下端連接絕緣材質的針頭；所述光纖下端包裹於所述針頭內，兩者之間留有供氣體通過的縫隙； 所述地電極接地並置於待處理樣品內。
2.如權利要求1所述的注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，其特徵在於 所述微孔光纖外徑不大於1mm，內徑不小於50 μ m,所述絕緣材料針頭外徑為不大於1. 6mm,長30mm ； 所述高壓電極的直徑為50 200 μ m ； 所述高壓電源的頻率為5 15KHz，其峰峰值為6 35KV ；
3.如權利要求1所述的注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，其特徵在於 所述高壓電極採用銅芯，所述地電極為銅片。
4.如權利要求1或2所述的注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，其特徵在於 所述針頭為陶瓷針頭。
全文摘要
本發明涉及一種注射器式大氣壓微等離子體發生裝置，包括交流高壓電源、高壓電極、地電極和微孔光纖，所述微孔光纖下端密閉，其內插有高壓電極，其外套針筒；所述針筒上端封閉，並連接進氣管；針筒下端連接絕緣材質的針頭；所述光纖下端包裹於所述針頭內，兩者之間留有供氣體通過的縫隙；所述地電極接地並置於待處理樣品內。其放電方式簡單，設備成本低；氣體體積小，氣體流量低；能耗低；可在液體樣本中通入氣體產生等離子體，用於對材料內部進行處理，或對人體內部組織進行處理。
文檔編號H05H1/24GK102497719SQ20111040120
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優先權日2011年12月6日
發明者倪維元, 劉東平 申請人:大連民族學院