[發明專利]一種柔性低溫等離子體滅菌裝置

有效

• 申請號: 202010616826.6
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111729106B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 謝倍珍;徐子昂;劉紅
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61L2/14
• 分類號: A61L2/14;A61L2/24;A61L2/26;H05H1/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種柔性低溫等離子體滅菌裝置，所述裝置包括柔性致動系統、低溫等離子體發生模塊、供電模塊和傳感控制模塊，其特征在于，所述供電模塊和傳感控制模塊與低溫等離子體發生模塊相連，低溫等離子體發生模塊裝配于柔性致動系統中；

所述柔性致動系統包括外部護套、導輪、致動管道和致動腱，所述外部護套裝配于致動管道外部，用于保護結構整體完整性，所述導輪安裝于外部護套外側用于裝置移動、支撐定位和協助轉向，所述致動管道采用柔性材料，內部耦合低溫等離子體發生模塊，致動管道內表面沿軸向分布多個致動腱，致動腱與致動管道固定，每個致動腱可致動以彎曲致動管道，從而改變裝置移動方向；

所述低溫等離子體發生模塊由1個或多個電極單元沿軸向以滿足裝置彎曲致動的間隔排列組成，所述電極單元包括內電極、外電極、絕緣介質層和電極固定件，內電極或外電極外層包覆有絕緣介質層，內電極和外電極均為同軸安裝的環狀電極，且外電極套設在內電極外，由固定卡槽形式的電極固定件以固定，所述電極單元處于工作狀態時，激發位于電極固定件內部腔體內的工作氣體，產生低溫等離子體；

所述供電模塊包括高壓電源和供電線路，高壓電源設置于裝置近端，通過供電線路為低溫等離子體發生模塊產生低溫等離子體提供激勵；

所述傳感控制模塊包括氣體輸送系統、工作狀態監控系統，所述氣體輸送系統為低溫等離子體發生模塊提供工作氣體環境并控制氣體流速，所述工作狀態監控系統用于監測和控制裝置工作狀態。

2.根據權利要求1所述的柔性低溫等離子體滅菌裝置，其特征在于：所述電極固定件由外部套管、內部套管和連接結構組成，外部套管和內部套管同軸，且外部套管套設在內部套管外，兩者通過連接結構裝配；所述內部套管的外表面和外部套管的內表面分別開有凹槽或其他結構用以裝配電極，所述內電極通過鑲嵌或其他方式裝配到內部套管的外表面，所述外電極通過鑲嵌或其他方式裝配到電極固定件的外側套管內表面。

3.根據權利要求1所述的柔性低溫等離子體滅菌裝置，其特征在于：所述電極固定件的外部套管、柔性致動系統的致動管道和外部護套分別設置有空間位置及尺寸匹配的外部套管通孔、致動管道通孔和外部護套通孔，通孔將外部護套內側的放電工作環境與外界環境相連通，使得低溫等離子體可以隨氣流進入外界環境。

4.根據權利要求1所述的柔性低溫等離子體滅菌裝置，其特征在于：所述電極固定件的內部套管設置有內部套管工作氣體出口以使氣體輸送系統提供的工作氣體進入電極固定件內部腔體，所述內部套管工作氣體出口與外部套管通孔交錯排布，氣體輸送系統提供的工作氣體噴射到外部套管內壁中無外部套管通孔位置，用以提高低溫等離子體發生模塊對工作氣體的等離子體激發效率。

5.根據權利要求1所述的柔性低溫等離子體滅菌裝置，其特征在于：所述氣體輸送系統包括氣泵和氣體傳輸管道，所述氣體輸送系統將工作氣體輸送到內部套管內腔；氣體輸送系統可以使用多種工作氣體，所述工作氣體包括氣相過氧化氫、純氦氣或其他稀有氣體、氦氧混合氣或其他混合氣體。

6.根據權利要求1所述的柔性低溫等離子體滅菌裝置，其特征在于：所述工作狀態監控系統包括數據處理單元、小型顯示器、致動器、氣體流量控制器、溫度傳感器、電流傳感器、斷路開關、微型攝像頭；所述數據處理單元、小型顯示器致動器與氣體流量控制器設置在裝置近端，數據處理單元和小型顯示器處理并顯示監控信息，致動器控制致動腱，氣體流量控制器連接于氣體輸送系統的氣泵和氣體傳輸管道之間，并通過數據處理單元控制工作氣體的流量；所述溫度傳感器設置在電極固定件腔體內用于監測工作溫度；所述電流傳感器和斷路開關將數據處理單元與供電模塊連接，用于控制供電模塊，并且當溫度及電流等工作參數超過閾值，則數據處理單元控制電路開關斷開等離子體發生裝置供電；所述微型攝像頭位于裝置遠端，用于為裝置移動彎曲提供空間圖像信息并傳輸至數據處理單元和小型顯示器。