[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用石英管導(dǎo)流的空心針液面等離子體滅菌裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210400285.2
• 申請(qǐng)日: 2022-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114735783B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊延潔;張新穎;許德暉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H05H1/24
• 分類(lèi)號(hào): H05H1/24
• 代理公司: 北京鑫瑞森知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11961
• 代理人: 王立普

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用石英管導(dǎo)流的空心針液面等離子體滅菌裝置，包括正弦電源和等離子體產(chǎn)生裝置，前方設(shè)置的氣瓶通過(guò)管道與等離子體產(chǎn)生裝置連通，等離子體產(chǎn)生裝置的下方設(shè)置有燒杯，燒杯內(nèi)放置有溶液；等離子體產(chǎn)生裝置包括石英管和不銹鋼空心針，不銹鋼空心針安裝在石英管的內(nèi)部，石英管的底端伸入到溶液內(nèi)，不銹鋼空心針的底端位于溶液的上部，正弦電源的正極通過(guò)電線(xiàn)與不銹鋼空心針連接并提供正極高電壓，正弦電源的負(fù)極通過(guò)電線(xiàn)與溶液連接。本發(fā)明布局緊湊，連接使用方便快捷，放電穩(wěn)定、成本低，且采用正弦電源驅(qū)動(dòng)，易于集成，實(shí)驗(yàn)時(shí)采用石英管導(dǎo)流，等離子體中的活性物質(zhì)能夠直接與水中的細(xì)菌發(fā)生反應(yīng)，提高了滅菌效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及滅菌裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用石英管導(dǎo)流的空心針液面等離子體滅菌裝置。

背景技術(shù)

等離子體分為熱平衡等離子體和非熱平衡等離子體，由于非熱平衡等離子體的溫度接近室溫，又稱(chēng)為大氣壓冷等離子體，在實(shí)驗(yàn)室中很容易產(chǎn)生，且其中的活性物質(zhì)能夠起到殺菌、治療癌癥、皮膚病等生物效應(yīng)，因此大氣壓冷等離子體在生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛的關(guān)注。

作為大氣壓冷等離子體的分支之一，液相尤其是水中放電等離子體的研究也在近幾年得到了很大發(fā)展。在液體中放電時(shí)會(huì)形成一個(gè)等離子通道，等離子體通道內(nèi)的粒子主要由自由電子、·OH、·H、·O等自由基，以及H+、H2O+等離子組成。由于氣-液界面的存在，這些粒子極易向水中擴(kuò)散并與水分子以及水中的可溶性物質(zhì)發(fā)生進(jìn)一步反應(yīng)。與此同時(shí)，等離子體通道通常以每秒數(shù)百米至每秒數(shù)十公里的速度從一極向另一極延伸，如等離子體未到達(dá)另一電極即已熄滅，這種放電形式被稱(chēng)為電暈放電。目前，研究的水中放電等離子體多是采用脈沖電源、直流電源驅(qū)動(dòng)，多在液體上方利用等離子體殺菌，但由于活性粒子存在時(shí)間短，容易在還沒(méi)到達(dá)液面時(shí)已經(jīng)消失，從而降低滅菌效率。

因此，如何開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一種采用正弦驅(qū)動(dòng)的、高效滅菌的等離子體滅菌裝置，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用石英管導(dǎo)流的空心針液面等離子體滅菌裝置，在等離子體產(chǎn)生處將等離子體及其中的活性粒子直接導(dǎo)向水中，解決現(xiàn)有技術(shù)在液體上方殺菌作業(yè)，因活性粒子存在時(shí)間短導(dǎo)致滅菌效率低的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種利用石英管導(dǎo)流的空心針液面等離子體滅菌裝置，包括正弦電源和等離子體產(chǎn)生裝置，所述等離子體產(chǎn)生裝置的前方設(shè)置有氣瓶，所述氣瓶通過(guò)管道與所述等離子體產(chǎn)生裝置連通，所述等離子體產(chǎn)生裝置的下方設(shè)置有燒杯，所述燒杯內(nèi)放置有溶液；所述等離子體產(chǎn)生裝置包括石英管和不銹鋼空心針，所述不銹鋼空心針安裝在所述石英管的內(nèi)部，所述石英管的底端伸入到所述溶液內(nèi)，所述不銹鋼空心針的底端位于所述溶液的上部，所述正弦電源的正極通過(guò)電線(xiàn)與所述不銹鋼空心針連接并提供正極高電壓，所述正弦電源的負(fù)極通過(guò)電線(xiàn)與所述溶液連接。

進(jìn)一步的，所述石英管包括大頭端和細(xì)管端，所述大頭端和細(xì)管端一體成型；所述不銹鋼空心針與所述石英管的頂端平齊且軸線(xiàn)位于同一條直線(xiàn)上，對(duì)齊后所述不銹鋼空心針與所述石英管的頂端通過(guò)熱熔膠固定連接在一起。

進(jìn)一步的，所述等離子體產(chǎn)生裝置的一側(cè)設(shè)置有示波器，所述示波器的高壓信號(hào)接口上連接有高壓探頭，所述高壓探頭的另一端與所述正弦電源的正極輸出電線(xiàn)連接；所述示波器的電壓信號(hào)接口上連接有電壓探頭，所述電壓探頭的另一端與所述正弦電源的負(fù)極輸出電線(xiàn)連接，所述正弦電源的負(fù)極輸出電線(xiàn)和地級(jí)之間連接有電阻。

進(jìn)一步的，所述氣瓶與所述等離子體產(chǎn)生裝置的連通管道上安裝有控制閥和質(zhì)量流量控制計(jì)，所述控制閥靠近所述氣瓶一側(cè)放置。

進(jìn)一步的，所述不銹鋼空心針的底部端面距離溶液液面的距離為D，具體的D為0～10mm，所述石英管的底部端面與不銹鋼空心針的底部端面距離為H,具體的H為24mm。