[發(fā)明專利]氣體等離子體滅菌裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580044487.2
• 申請日: 2005-12-21
• 公開（公告）號: CN101147431A
• 公開（公告）日: 2008-03-19
• 發(fā)明（設計）人: 帕斯卡爾·雷熱爾;安德烈·里卡爾;薩拉·庫斯蒂
• 申請（專利權）人: 薩特萊克電子技術應用設計公司
• 主分類號: H05H1/46
• 分類號: H05H1/46;H05B6/68;H01J37/32
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 王玉雙

本發(fā)明涉及一種用于醫(yī)療器材的滅菌裝置，特別是使用氣體等離子體類型的滅菌裝置。

請回想一下，在借助于所述等離子體的滅菌技術中，使用自身不具備殺菌特性的氣體，將該氣體置于足夠高的電場下，引起氣體電離以及氣體分子分離。在等離子體下游產(chǎn)生的氣體、即所謂的“后放電(post-discharge)”氣體具有滅菌特性。這種氣體進入處理腔，在處理腔中對于要進行滅菌的器材發(fā)揮其殺菌作用。

在這種技術的現(xiàn)有技術中，提出了兩個主要途徑來產(chǎn)生強度足以引起發(fā)射等離子體的電場，即高頻電流(HF)和微波。

高頻電流技術具有下列缺陷：使用受到磨損的電極，而在此情況下不能獲得裝置的良好穩(wěn)定性，因此裝置需要不斷地調(diào)整。

微波技術沒有上述缺陷，但是不免受制于某些約束條件，特別是與產(chǎn)生微波的磁控管的壽命以及頻率穩(wěn)定性相關的約束條件。

公知的是，微波源包括將其能量在波導內(nèi)輸送的磁控管，波導將此能量傳送至能量吸收空腔諧振器，在能量吸收空腔諧振器中需要執(zhí)行特定任務。因而，此空腔吸收部分發(fā)射能量，而部分其余能量則朝向磁控管反射。磁控管的壽命與這種反射功率直接相關。如果反射功率過高，就使得磁控管的溫度升高，從而可能導致磁控管最終損壞。

如果需要在工業(yè)規(guī)模上產(chǎn)生氣體等離子體，特別是為了將所得到的后放電氣體用于醫(yī)療器材的滅菌，則重要的是磁控管應具有與醫(yī)療行業(yè)各部門中通常接受的壽命一致的長壽命。然而按規(guī)定，在諧振腔中吸收的功率本質(zhì)上是可變的，因為該功率取決于要進行滅菌的器材的質(zhì)量。因此，重要的是磁控管應當能以與其總功率(對應于幾乎空的空腔諧振器)對應的反射功率操作，并能操作許多次而不會受到不可逆轉的損害。

同樣，公知的是，因為諧振腔具有特別精密調(diào)整的質(zhì)量系數(shù)，因此通過微波來激發(fā)等離子體氣體要求嚴格穩(wěn)定的頻率，從而在頻率漂移的情況下，裝置變得失調(diào)(detuned)，于是傳送給氣體等離子體的功率不再足以確保維持等離子體。

本發(fā)明的目的是提供一種用于產(chǎn)生氣體等離子體的微波發(fā)生器，其通過確保其磁控管的極好操作穩(wěn)定性和最佳壽命，彌補了上述缺陷。

本發(fā)明的另一主題為一種通過使用具有確定額定功率的微波源將氣體電離以產(chǎn)生氣體等離子體的裝置，該裝置包括從供電電路接收電能的磁控管，其特征在于由供電電路輸送到磁控管的功率至少等于磁控管的額定功率的四分之一。優(yōu)選地，由供電電路輸送到磁控管的功率介于磁控管的額定功率的十分之一與四分之一之間。

同樣優(yōu)選地，由供電電路輸送到磁控管的功率不大于磁控管的額定功率乘以磁控管的反射系數(shù)所得乘積的四分之一。

本發(fā)明的裝置可包括能夠限制輸送到磁控管的功率并使得磁控管的溫度不超過80℃的裝置。

本發(fā)明值得特別注意之處在于生產(chǎn)成本水平，在這方面本發(fā)明能夠借助在家用產(chǎn)品市場上可得到的電路，并且由于這些電路是批量生產(chǎn)的，因而它們具有特別有競爭力的成本價格。這種電路在需要用于諸如醫(yī)療滅菌部門等地方時存在一個缺陷：首先是它們具有800W量級的功率，但對滅菌而言，能夠被處理腔吸收的功率僅為100W量級，其次是它們的可靠性低。

考慮到過大的功率，顯然應理解不能預期就這樣使用上述電路，因為反射功率會在700W量級上，而直接效果就是會引起磁控管加熱，從而導致其損壞。

因此為使用上述電路，就必須限制其功率。同樣公知的是，磁控管為了啟動需要在3到4kv量級上相對高數(shù)值的峰值電壓。

因此必須既能達到這一功率限制，而又不導致對于磁控管啟動所必需的峰值電壓造成任何明顯的損失。

根據(jù)本發(fā)明，供應給磁控管的功率受到限制，從而限制向磁控管反射的能量；并且在不減小所需啟動負荷的情況下實現(xiàn)這種限制。

為減少供應給磁控管的電功率，同時保持上述峰值電壓具有足夠數(shù)值，一種值得特別注意的方式就是，使用具有在次級繞組的端子處串聯(lián)配置的二極管和電容器的倍壓器，并使用具有足夠低電容值的電容器來使得電壓下降。在這些條件下，發(fā)現(xiàn)供應給磁控管的功率充分減少，從而確保了磁控管具備足夠的可靠性，同時保持其啟動峰值負荷。

公知的是，磁控管的特征在于表征其最大可允許功率的系數(shù)，也就是駐波比(SWR)：