[發明專利]用于產生非熱大氣壓等離子體的設備

在審

• 申請號: 201880018509.5
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN110741736A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 約翰·皮克勒爾;邁克爾·韋爾古尼
• 申請（專利權）人: TDK電子股份有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;H01L41/00
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 張春水;丁永凡

本發明涉及一種用于產生非熱大氣壓等離子體的設備，所述設備具有：壓電變壓器(1)，所述壓電變壓器構成用于，在工藝介質中點燃非熱大氣壓等離子體；和操控電路(11)，所述操控電路構成用于，將輸入電壓施加到壓電變壓器(1)，其中操控電路(11)構成用于，對輸入電壓進行調制，使得壓電變壓器(1)由于調制而產生聲信號。

技術領域

本發明涉及一種用于產生非熱大氣壓等離子體的設備。所述設備尤其具有壓電變壓器。所述設備此外構成用于，產生聲信號。

背景技術

通過能夠實現產生非熱大氣壓等離子體和聲信號的設備，在多個應用中能夠利用等離子體和聲信號之間的協同效應。例如，處于超聲頻率范圍內的非熱大氣壓等離子體和聲信號可以用于清潔和消毒。如果現在借助于所述設備產生等離子體以及超聲波，那么這二者可以同時用于清潔和消毒，由此實現高效率的清潔和消毒。

應用如下設備也是可能的，在所述設備中僅需要將聲信號用于所致力于的目的。例如，在等離子體揚聲器中能夠通過產生等離子體生成聲信號。等離子體揚聲器的特征在于在寬的頻率范圍之上的線性的頻率特性。線性的頻率特性在如下頻率范圍內存在，在該頻率范圍內，所產生的聲信號的功率在輸入功率預設的情況下對于該范圍的不同的頻率而言不明顯變化，例如以小于5dB變化。

發明內容

本發明的目的是，提出一種設備，所述設備能夠實現，產生聲信號以及非熱大氣壓等離子體。

所述目的通過根據權利要求1的設備來實現。

提出一種用于產生非熱大氣壓等離子體的設備，所述設備具有：第一壓電變壓器，所述第一壓電變壓器構成用于，在工藝介質中點燃非熱大氣壓等離子體；和操控電路，所述操控電路構成用于，將輸入電壓施加到第一壓電變壓器上，其中操控電路構成用于，對輸入電壓進行調制，使得第一壓電變壓器由于調制而產生聲信號。

本發明因此涉及一種設備，在所述設備中借助于在其輸出側的端側上可以點燃等離子體的壓電變壓器，不僅可以產生等離子體而且可以產生聲信號。如果對施加到壓電變壓器上的輸入電壓進行調制，那么在壓電變壓器的輸出范圍內產生的高壓具有調制。因此，高壓的功率從而還有非熱大氣壓等離子體的幅值波動，所述非熱大氣壓等離子體根據輸入電壓的調制由壓電變壓器產生。現在由于在所產生的等離子體的幅值中的波動，產生聲信號。在此，包圍壓電變壓器的工藝介質能夠振蕩。通過改變所產生的等離子體火焰的體積被感知。由于對所產生的等離子體的調制而引起的壓力波動因此可以引起工藝介質的振蕩，通過所述振蕩產生聲信號。

通過其幅值為了產生聲波而被調制的等離子體借助于壓電變壓器產生，可以實現多個優點。

設備的結構大小可以非常小地構成，因為對于傳輸聲信號而言不需要傳輸構件。此外，系統可以不具有機械慣性，因為在借助于等離子體產生聲波時不需要機械膜片，而是可以直接地引起工藝介質的振蕩。與此相應地，可以產生在非常大的頻率范圍內的聲信號。與此不同地，在用于產生聲音的機械系統中，可實現的上限頻率通常通過系統的慣性限制。如果聲信號借助于壓電變壓器產生，那么上限頻率受變壓器的幾何形狀限制，使得可以實現非常高的上限頻率。此外，在壓電變壓器中，上限頻率也通過變壓器的材料和其壓電的和機械的性能來確定。

如果針對壓電變壓器使用PZT陶瓷作為壓電材料，那么對于30mm的構件長度的情況，上限頻率處于130kHz。對于其壓電材料是無鉛陶瓷的壓電變壓器，上限頻率在壓電變壓器的長度為50mm時同樣大致為130kHz。通過減小變壓器的長度，可以進一步地提高上限頻率。

相對于將線圈變壓器用于產生等離子體和聲波的系統，借助于壓電變壓器產生等離子體的設備也具有顯著的優點。因為在根據本發明的設備中不需要高壓變壓器，所以設備能夠以小的結構大小制成。與此相應地，所述設備能夠以簡單的方式集成到揚聲器或揚聲器系統中。此外，壓電變壓器的能量需求是小的。與此相應地，設備能夠借助電池運行。由此與需要電網電壓以產生高功率的系統相比表現出安全優點。