一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其結(jié)構(gòu)包括控制電路、高壓電源、阻抗匹配器、絕緣手柄、高壓母接頭、高壓電極、待處理物；其中，高壓電源的輸出口負(fù)極接地，高壓電源的輸出口正極與阻抗匹配器的輸入端相連；阻抗匹配器的輸出端通過高壓導(dǎo)線與絕緣手柄內(nèi)部的高壓母接頭的一端相連；高壓母接頭的另一端與高壓電極相連；高壓電源和市電之間接有控制電路。優(yōu)點：1、整體裝置結(jié)構(gòu)緊湊，裝置成本可控，故障率較低，工作穩(wěn)定性高，操作靈活、安全；2、能滿足不同的處理需求，實現(xiàn)大面積的等離子體處理；3、能在室內(nèi)開放環(huán)境中產(chǎn)生的低溫等離子體。
【專利說明】
一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，屬于等離子體技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低溫等離子體放電空間中富含的電子、離子、激發(fā)態(tài)粒子和自由基都是極為活潑的化學(xué)反應(yīng)物，這些活潑的粒子有助于實現(xiàn)一些常規(guī)條件下難以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，因此低溫等離子體已被廣泛運用于材料表面處理、廢水廢氣處理、消毒殺菌和醫(yī)學(xué)輔助治療等方面;然而，一方面氣體放電等離子體工作于強(qiáng)電場環(huán)境中，為了保證裝置的安全運行必須配合復(fù)雜的絕緣和接地系統(tǒng)；另一方面，受限于氣體放電的原理和空間活性粒子較短的壽命，尤其是工作于大氣壓環(huán)境下的低溫等離子體，放電間隙更窄，活性粒子壽命更短，裝置的工作空間和處理物的空間嚴(yán)重受限；因此，現(xiàn)有的等離子體發(fā)生裝置多為固定電極結(jié)構(gòu)，或置于固定的容器腔體中，裝置的靈活性受限，隨著低溫等離子體運用范圍的拓展，有必要提升裝置的靈活性，促進(jìn)其在工業(yè)和科研領(lǐng)域的運用。
[0003]低溫等離子體按產(chǎn)生機(jī)理可以分為弧光放電、電暈放電、輝光放電和介質(zhì)阻擋放電，按驅(qū)動因素可以分為電場單獨驅(qū)動和電場流場共同驅(qū)動兩種，如何在大氣壓環(huán)境下產(chǎn)生大面積的低溫等離子體是各種技術(shù)改進(jìn)的直接動力。
[0004]目前大面積地產(chǎn)生低溫等離子體主要三種方法:第一種方法是在兩片金屬電極之間加入阻擋介質(zhì)形成的介質(zhì)阻擋放電，呈容性的阻擋介質(zhì)表面可以在放電時有效地集聚電荷形成反向電場，抑制放電電流的增長，從而在放電氣隙空間內(nèi)形成大面積的絲狀放電，正如專利CN 203015262 U中所描述的，在放電氣隙間通入誘導(dǎo)氣體可以產(chǎn)生均勻彌散的低溫等尚子體，產(chǎn)生的等尚子體中含有大量的亞穩(wěn)態(tài)氮分子、氫氧基和氧原子，可以用來進(jìn)行物質(zhì)材料表面改性和消毒殺菌，但固定的電極結(jié)構(gòu)和狹窄的放電空間對待處理物的尺寸要求較高，適用性不強(qiáng)且靈活性不高。第二種方法采用組合電極的方法，可按照不同的需求進(jìn)行組合而產(chǎn)生不同面積的和不同形狀的低溫等離子體，正如專利CN 102307425 A中所描述的，根據(jù)不同的需求添加不同數(shù)量的放電電極，使得放電通道增加，放電功率和傳輸電荷也相應(yīng)地提高，相比于第一種方式，組合式電極的靈活性有所提升，但因放電機(jī)理所帶來的放電空間狹窄問題依舊沒有得到解決，無法應(yīng)用于復(fù)雜三維物體的材料表面處理。第三種方法中，利用氣流的流場將高壓電場產(chǎn)生的等離子體帶出放電區(qū)間，實現(xiàn)工作區(qū)間和放電空間的分離，形成大氣壓等離子體射流;正如專利CN 103945627 A中描述的，由于單根射流的面積較小，有研究人員將多根射流并聯(lián)疊加，組合成等離子體射流陣列，提高放電功率和傳輸電荷，增加等離子體的處理面積，更重要的是等離子體射流陣列在處理復(fù)雜三維物體時效率更高，靈活性更強(qiáng)，但是由于每個射流單元的阻擋介質(zhì)參數(shù)、氣流分布以及電場分布無法保持一致，難以實現(xiàn)大面積均勻的低溫等離子體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出的是一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其目的旨在提供一種能夠在室內(nèi)開放環(huán)境中產(chǎn)生適應(yīng)待處理物的大面積低溫等離子體的發(fā)生裝置。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其結(jié)構(gòu)包括控制電路、高壓電源1、阻抗匹配器2、絕緣手柄3、高壓母接頭4、高壓電極、待處理物11;其中，高壓電源I的輸出口負(fù)極Ι-a接地，高壓電源I的輸出口正極Ι-b與阻抗匹配器2的輸入端2-a相連;阻抗匹配器2的輸出端2-b通過高壓導(dǎo)線3-a與絕緣手柄3內(nèi)部的高壓母接頭4的一端相連;高壓母接頭4的另一端與高壓電極相連;高壓電源I和市電之間接有控制電路;在高壓電極和接地的待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體并直接作用于待處理物11的表面或者電極與待處理物11之間的物體。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點:
1、電極和手柄配合增強(qiáng)了裝置的靈活性，方便操作人員進(jìn)行手持式處理。
[0008]2、設(shè)計了不同高壓電極結(jié)構(gòu)，根據(jù)實際情況選用不同的電極結(jié)構(gòu)能夠靈活滿足不同的處理需求，實現(xiàn)大面積的等離子體處理；
3、調(diào)節(jié)串接電路內(nèi)部的阻抗匹配器2能夠?qū)崿F(xiàn)放電功率和傳輸電荷的調(diào)節(jié)，能夠根據(jù)不同的處理材料和處理要求改變放電的強(qiáng)度。
[0009]4、能夠靈活應(yīng)對多種處理情形，處理復(fù)雜的金屬表面材料、電子設(shè)備屏幕和包裝使用的薄膜材料、部分絕緣墊片形狀的材料，同時還能安全地對人體表面進(jìn)行處理，在生物表面實現(xiàn)消毒殺菌和止血凝血。
[0010]5、設(shè)計統(tǒng)一的高壓電氣接口，并將電極接口至于手柄內(nèi)部，既能方便不同電極之間的更換，又可以保證工作時操作人員的安全性和裝置的安全性。
[0011]6、可以直接在室內(nèi)開放環(huán)境中產(chǎn)生接近室溫低溫等離子體，工作氣體可以是空氣，無須額外提供工作氣體，也可以使用稀有氣體、氣體化合物或是它們的混合氣體作為工作的誘導(dǎo)氣體或輔助氣體，進(jìn)而可以滿足各種生產(chǎn)工藝的需求。
[0012]7、整體裝置結(jié)構(gòu)緊湊，無需復(fù)雜的激勵和控制回路，裝置成本可控，故障率較低，工作穩(wěn)定性高。
【附圖說明】
[0013]附圖1是一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置功能邏輯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖2是配備A類高壓電極的大面積低溫等離子體發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖3是絕緣手柄結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖4是高壓電極A結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]附圖5是尚壓電極B結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]附圖6是高壓電極C結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖7是控制電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]附圖中I是高壓電源、2是阻抗匹配器、Ι-a是高壓電源輸出端負(fù)極、Ι-b是高壓電源輸出端正極、2-a是阻抗匹配器的輸入端、2-b是阻抗匹配器的輸出端、2-c是可調(diào)電感調(diào)節(jié)旋鈕、2_d是可調(diào)電容調(diào)節(jié)旋鈕、2_e是有級調(diào)節(jié)旋鈕、3是絕緣手柄、3_a是尚壓導(dǎo)線、4是尚壓母接頭、5是高壓公接頭、6是A連接條絕緣外套、7是高壓電極絕緣外套、8是高壓電極絕緣環(huán)氧膠、9是高壓電極阻擋介質(zhì)、10是高壓銅電極、11是待處理物、12是銅牙條、13是B連接條絕緣外套、14是封堵層、15是絕緣介質(zhì)管、16是高壓銅電極、17是銅牙條、18是C連接條絕緣外套、19是Y型支架、20是阻擋介質(zhì)管、21是高壓銅電極、22是整流模塊、24是觸點開關(guān)、23是閉合開關(guān)、25是A直流繼電器、26是B直流繼電器、27是總電源開關(guān)、28是高壓導(dǎo)線、29是支架銑槽。
【具體實施方式】
[0021]對照附圖，一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其結(jié)構(gòu)包括控制電路、高壓電源1、阻抗匹配器2、絕緣手柄3、高壓母接頭4、高壓電極、待處理物11;其中，高壓電源I的輸出口負(fù)極Ι-a接地，高壓電源I的輸出口正極Ι-b與阻抗匹配器2的輸入端2-a相連;阻抗匹配器2的輸出端2-b通過高壓導(dǎo)線3-a與絕緣手柄3內(nèi)部的高壓母接頭4的一端相連;高壓母接頭4的另一端與高壓電極相連;高壓電源I和市電之間接有控制電路;在高壓電極和接地的待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體并直接作用于待處理物11的表面或者電極與待處理物11之間的物體；
所述的控制電路包括整流模塊22、觸點開關(guān)24、閉合開關(guān)23、A直流繼電器25、B直流繼電器26、總電源開關(guān)27;其中，總電源開關(guān)27串聯(lián)在火線上；總電源開關(guān)27閉合通電后一部分電能被送往整流電源模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電壓輸出，12V直流電壓輸出兩條回路，一條回路路由閉合開關(guān)23和A直流繼電器25串聯(lián)組合而成，另一回路支路由觸點開關(guān)24和B直流繼電器26串聯(lián)組合而成，兩條支路共同控制著高壓電源I的通斷；另一部分電能經(jīng)兩個串聯(lián)的A直流繼電器25和B直流繼電器26后被送往高壓電源I;
使用時，先閉合總電源開關(guān)27，再閉合開關(guān)23，然后手動按下觸點開關(guān)24，此時高壓電源I通電，調(diào)整阻抗匹配器2在高壓電極和待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體;使用該控制電路能提高高壓電源I的工作效率，避免電源長時間的空載運行，并且能迅速地進(jìn)入運行狀態(tài)，在運行過程中，按下觸點開關(guān)24，高壓電源I立即斷電，短時間的停機(jī)過程中不需要斷開其它開關(guān)，裝置需要重新投入工作時，再次按下手柄上的觸點開關(guān)24，得電的高壓電源I立即投入工作；同時，控制電路的三處開關(guān)以串聯(lián)邏輯方式布置，當(dāng)總電源開關(guān)27、閉合開關(guān)23、觸點開關(guān)24同時閉合時，高壓電源才工作，一旦裝置出現(xiàn)意外，只要斷開任意一處開關(guān)即可切斷高壓電源。
[0022]所述的阻抗匹配器2包括電阻、電容和電感元件；串接阻性的阻抗值在O ΜΩ-1ΜΩ，選取1kQ、20kQ、50kQ、100kQ和500kQ的阻值點進(jìn)行阻抗配置;工作于不同狀態(tài)時，阻抗匹配器2等效成不同的容性負(fù)載，高壓電源I向阻抗匹配器2輸出有功功率和容性無功功率;其中，可調(diào)電容調(diào)節(jié)范圍3pF?50pF，可調(diào)電感調(diào)節(jié)范圍0.6uH?3uH，在阻抗匹配器2的頂端有一個2-e有級調(diào)節(jié)旋鈕用來實現(xiàn)不同阻抗值之間的切換，側(cè)邊的可調(diào)電感調(diào)節(jié)旋鈕2-c用來調(diào)節(jié)可調(diào)電感數(shù)值大小，可調(diào)電容調(diào)節(jié)旋鈕2-d用來調(diào)節(jié)可調(diào)電容值大小。
[0023]所述的高壓電源I通電后產(chǎn)生高頻高壓波形或高壓脈沖波形給阻抗匹配器2;阻抗匹配器2輸出電壓端與高壓電極相連，形成一個相對于接地零電位的高壓差;處于高壓電勢幅值的高壓電極與待處理物11之間產(chǎn)生大面積低溫等離子體，直接作用于待處理物表面。
[0024]所述的絕緣手柄3包括手柄外殼、高壓母接頭4和高壓導(dǎo)線3-a;其中高壓母接頭4固定于手柄外殼3內(nèi)部，高壓母接頭4頭部距絕緣手柄3出口處10mm-20mm，高壓母接頭4的尾部經(jīng)高壓導(dǎo)線3-a與阻抗匹配器2的輸出端相連，高壓母接頭4的頭部攻螺紋6mm-8mm，所述手柄外殼采用聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺塑料加工而成，手柄外殼厚度為5mm-7mm。
[0025]所述的高壓電極為高壓電極A、高壓電極B、高壓電極C中的一種。
[0026]所述的高壓電極A包括高壓公接頭5、A連接條絕緣外套6、高壓電極絕緣外套7、高壓電極絕緣環(huán)氧膠8、高壓電極阻擋介質(zhì)9、高壓銅電極10;其中，絕緣外套7包裹高壓銅電極10，A連接條絕緣外套6包裹高壓公接頭5 ;高壓電極絕緣環(huán)氧膠8連接A連接條絕緣外套6和高壓公接頭5，并固定于高壓銅電極10的后端，防止電弧漏電；高壓銅電極10的前段固定高壓電極阻擋介質(zhì)9;所述高壓電極絕緣外套7材質(zhì)為聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺，內(nèi)徑20mm-23mm，外徑3 Imm至36mm;所述高壓銅電極10外徑尺寸20mm-23mm;所述高壓電極阻擋介質(zhì)9是石英玻璃片，其厚度為0.5mm-l.5mm、直徑為34mm;所述高壓公接頭5是銅牙條，其長度為20mm-25mm;A連接條絕緣外套6包裹在高壓公接頭5中間，A連接條絕緣外套6的長度為15mm-18mm，A連接條絕緣外套6材質(zhì)為娃橡膠；
使用時，將高壓電極旋進(jìn)絕緣手柄3的內(nèi)部，高壓公接頭5的一端與高壓銅電極10連接，高壓公接頭5的另一端和高壓母接頭4通過螺紋連接，在高壓電極阻擋介質(zhì)9和待處理物11之間產(chǎn)生大面積低溫等離子體，高壓電極A產(chǎn)生SOOmm2-1OOOmm2的低溫等離子體。
[0027]所述的高壓電極B包括銅牙條12、B連接條絕緣外套13、絕緣介質(zhì)管15、高壓銅電極16;其中，高壓銅電極16與絕緣介質(zhì)管15內(nèi)壁貼合，B連接條絕緣外套13包裹銅牙條12并露出銅牙條12兩端，銅牙條12連接高壓銅電極16尾部；
組裝時，將高壓銅電極16塞入絕緣介質(zhì)管15的底部，使得高壓銅電極16與絕緣介質(zhì)管15內(nèi)壁貼合，并在兩者之間涂抹一層導(dǎo)電膠水排盡高壓銅電極16和絕緣介質(zhì)管15之間的空氣，高壓銅電極15尾部端面正中間攻一道直徑的螺母，將覆蓋有連接條絕緣外套13的銅牙條12擰入高壓銅電極16尾部，并用高壓電極環(huán)氧樹脂膠水進(jìn)行封堵，形成牢固的封堵層14，將組裝好的高壓電極B插入絕緣手柄3的高壓母接頭4中；工作時，高壓電極B產(chǎn)生200mm2-400mm2低溫等離子體；
所述絕緣介質(zhì)管15材質(zhì)為陶瓷管，陶瓷管厚度為5mm-7mm;高壓銅電極16外徑為7mm-8_，高壓銅電極16底部呈與絕緣介質(zhì)管15同樣弧度的形狀。
[0028]所述高壓電極C包括銅牙條17、C連接條絕緣外套18、Y型支架19、阻擋介質(zhì)管20、高壓銅電極21、支架銑槽29、高壓導(dǎo)線28;其中，高壓銅電極21在阻擋介質(zhì)管20內(nèi)，Y型支架19分為上下兩個部分，在上下兩個貼合面上有支架銑槽29，高壓銅電極21和阻擋介質(zhì)管20的兩端與Y型支架19的上下部分連接;高壓導(dǎo)線28排布在支架銑槽29中，高壓導(dǎo)線28—端與銅牙條17連接，另一端與高壓銅電極21連接;C連接條絕緣外套18包裹銅牙條17并露出銅牙條17兩立而；
所述阻擋介質(zhì)管20為一個兩端開口的陶瓷管，阻擋介質(zhì)管20的管壁厚度為4mm，內(nèi)徑9mm-10mm，外徑 17mm-18mm，長 16cm_18cm;高壓電極21的直徑為7_-9_，長度16011-18011;所述Y型支架19，材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍；
組裝時，將高壓銅電極21放入阻擋介質(zhì)管20內(nèi)部，并在高壓銅電極21的外側(cè)和阻擋介質(zhì)管20的內(nèi)側(cè)涂抹一側(cè)導(dǎo)電膠水以擠出間隙見殘留的空氣，在下部分Y型支架上安裝高壓銅電極21和阻擋介質(zhì)管20，并在銑槽中排布高壓導(dǎo)線28，然后將高壓導(dǎo)線28順著支架銑槽29連至Y型支架19的后端，與銅牙條17和連接條絕緣外套18相連，最后將上部分Y型支架合上固定住;工作時，高壓電極C產(chǎn)生3500mm2-4000mm2面積的低溫等離子體。
[0029]10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述低溫等離子體的溫度在20°C-50°C之間。
[0030]所述低溫等離子體指電子溫度遠(yuǎn)大于其中重粒子溫度的非平衡態(tài)等離子體，在室內(nèi)開放環(huán)境中產(chǎn)生的低溫等離子體溫度在20°C-50°C之間。
[0031]配合高壓電極A的整體裝置可以應(yīng)用于一定面積的薄膜沉積、大面積紡織物殺菌消毒以及小體積絕緣板材的表面改性，此外該裝置還可以實現(xiàn)生物體表面的等離子體直接處理(此時生物體作為接地的待處理物11)，因此，本裝置可以用于人體皮表組織的處理，夕卜加高壓通過可調(diào)節(jié)的阻抗匹配器2，在高壓電極A和人體表面的耦合間隙中產(chǎn)生低溫等離子體，等離子體中包含大量的激發(fā)態(tài)粒子(如激發(fā)態(tài)的氮分子)、活性基團(tuán)(如氫氧根、氧原子)和其它活性物質(zhì)(包括臭氧、電子、紫外線)可以直接作用于人體表面(這里人體將作為接地的待處理物11)，由于高壓電極A可以產(chǎn)生等離子體面積為800mm2-1000mm2，適合對手背和面部腮幫等表皮組織進(jìn)行有效的殺菌消毒和清潔處理。
[0032]高壓電極B的放電區(qū)域較高壓電極A小，等離子體區(qū)域面積為200mm2-400mm2，能精細(xì)地處理形狀較為復(fù)雜的生物表面和異形的材料表面，能進(jìn)一步的應(yīng)用于生物組織傷口的殺菌消毒、止血凝血和生物表皮的定點清潔，像手指間隙和耳背這些形狀不規(guī)則、操作空間較小的區(qū)域均可使用該電極。
[0033]高壓電極C產(chǎn)生的等離子體面積在3500mm2-4000mm2之間，由于配備了靈活便攜的手柄，可以應(yīng)用于大面積的薄膜處理(如大棚薄膜)、大面積的絕緣材料表面改性(如變壓器內(nèi)部絕緣板材的表面改性)和大面積的生物表面組織的殺菌消毒(如人體的腹部、腿肚和臂膀等)。
[0034]絕緣手柄3和不同的高壓電極組合既方便使用人員的手持式靈活處理，又可以方便地在實驗和工程的應(yīng)用過程中進(jìn)行機(jī)械固定，同時將高壓母接頭4深埋絕緣性能較好的手柄外殼3中可以提高裝置整體的電氣安全性，防止裸露高壓電極發(fā)生漏電。
[0035]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0036]實施例1
高壓電極A包括高壓公接頭5、連接條絕緣外套6、高壓電極絕緣外套7、高壓電極絕緣環(huán)氧膠8、高壓電極阻擋介質(zhì)9、高壓銅電極10;其中，絕緣外套7將高壓銅電極10包裹，連接條絕緣外套6將高壓公接頭5包裹，用高壓電極絕緣環(huán)氧膠8將連接條絕緣外套6和高壓公接頭5固定于高壓銅電極10的后端，防止電弧漏電；高壓銅電極10的前段固定有高壓電極阻擋介質(zhì)9;所述高壓電極絕緣外套7材質(zhì)為聚四氟乙稀或聚醚酰亞胺，內(nèi)徑22mm，外徑36mm;所述高壓銅電極10外徑尺寸22mm;所述高壓電極阻擋介質(zhì)9是厚度為0.5mm至1.5mm的石英玻璃片;所述高壓公接頭5是一段長25mm的銅牙條;高壓公接頭5中間包裹的連接條絕緣外套6長度為15mm，連接條絕緣外套6材質(zhì)為硅橡膠，緊緊地吸附在高壓公接頭5的外部，兩端露出銅牙條用于固定；
絕緣手柄3包括手柄外殼和高壓母接頭4;所述手柄外殼采用聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺塑料加工而成，為保證裝置的電氣安全性，手柄外殼厚度為5mm至7mm;高壓母接頭4固定于手柄外殼3內(nèi)部，高壓母接頭4頭部距絕緣手柄3出口處14mm，高壓母接頭4的尾部經(jīng)高壓導(dǎo)線3-a與阻抗匹配器2的輸出端2-b相連，高壓母接頭4的頭部攻螺紋8_。
[0037]阻抗匹配器2包括電阻、電容和電感元件；阻抗匹配器成阻感或阻容性，串接阻性的最低阻抗為0(金屬連接)，最高阻抗1ΜΩ，在O至1ΜΩ之間選取1kQ、20k Ω、50k Ω、10kΩ和500kQ的阻值點進(jìn)行阻抗配置;工作于不同狀態(tài)下的反應(yīng)器可以等效成不同的容性負(fù)載，高壓電源需要向反應(yīng)器同時輸出有功功率和容性無功功率，通過調(diào)節(jié)阻抗匹配器2內(nèi)部的可調(diào)電容和可調(diào)電感，可以改變反應(yīng)器負(fù)載的電氣特性，進(jìn)而提高電源的效率和使用壽命;其中可調(diào)電容調(diào)節(jié)范圍3pF?50pF，可調(diào)電感調(diào)節(jié)范圍0.6uH~3uH。在阻抗匹配器2的頂端有一個有級調(diào)節(jié)旋鈕2-e可以實現(xiàn)不同阻抗值之間的切換，側(cè)邊的調(diào)節(jié)旋鈕2-c可以調(diào)節(jié)可調(diào)電感數(shù)值大小，調(diào)節(jié)旋鈕2-d可以調(diào)節(jié)可調(diào)電容值大小。
[0038]控制電路包括整流模塊22、觸點開關(guān)24、閉合開關(guān)23、A直流繼電器25、B直流繼電器26、總電源開關(guān)27;連接市電前，火線上串接一個總電源開關(guān)27;總電源開關(guān)27閉合通電后一部分電能被送往整流電源模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電壓輸出，12V直流電壓供給兩條控制回路，一條回路由閉合開關(guān)23和A直流繼電器25串聯(lián)組合而成，另一條回路由觸點開關(guān)24和B直流繼電器26串聯(lián)組合而成，兩條支路共同控制著高壓電源I的通斷；另一部分電能經(jīng)兩個串聯(lián)的A直流繼電器25和B直流繼電器26后被送往高壓電源I;使用時，先閉合總電源開關(guān)27，再閉合開關(guān)23，然后手動按住觸點開關(guān)24不放，此時高壓電源I通電，調(diào)整阻抗匹配器2在高壓電極和待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體;使用該控制電路能極大的提高高壓電源I的工作效率，避免電源長時間的空載運行，并且可以迅速地進(jìn)入運行狀態(tài)，在運行過程中，只要手指松開觸點開關(guān)24，高壓電源I立即斷電，短時間的停機(jī)過程中不需要斷開其它開關(guān)，裝置需要重新投入工作時，只需要固定好電極位置，在此手動按下手柄上的觸點開關(guān)24，再次得電的高壓電源I可以立即投入工作，同時，控制電路的三處開關(guān)以串聯(lián)邏輯方式布置，只有當(dāng)總電源開關(guān)27、閉合開關(guān)23、觸點開關(guān)24同時閉合時，高壓電源才能工作，一旦裝置出現(xiàn)意外，只要斷開任意一處開關(guān)即可切斷高壓電源，因此，應(yīng)用該控制電路可以提高裝置整體的安全性。
[0039]安裝過程中，將高壓銅電極10從絕緣外套7的后端正對擠入，直到高壓電極10的倒角前段與絕緣外套7的前段齊平，同時將連接條絕緣外套6套入高壓公接頭5上，保證高壓公接頭5兩端各露出5_，將高壓公接頭5的一頭固定于高壓銅電極10的后端，并用高壓電極環(huán)氧樹脂膠8封堵高壓銅電極10的后端，同時凝固的高壓電極環(huán)氧樹脂膠8還可以起到固定高壓公接頭5的作用。在高壓銅電極10前段倒角處和絕緣外套7的空隙中涂抹一層0.5mm厚的高壓電極環(huán)氧樹脂膠8，將高壓電極阻擋介質(zhì)9蓋在高壓電極環(huán)氧樹脂膠8的上方，等待樹脂膠8的凝結(jié)；隨后將高壓電極A旋進(jìn)絕緣手柄3的內(nèi)部，高壓公接頭5的一端與高壓銅電極10連接，高壓公接頭5的另一端和高壓母接頭4通過螺紋連接，閉合總電源開關(guān)27和開關(guān)23，閉合觸點開關(guān)24，調(diào)節(jié)高壓電源I電壓至5kV左右，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2的阻抗有級調(diào)節(jié)按鈕2-e至O Ω檔，手持手柄將高壓電極A的前段正對待處理物11，高壓電勢能傳遞至高壓銅電極10處，在高壓電極阻擋介質(zhì)9和待處理物11之間產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2側(cè)面的調(diào)節(jié)旋鈕2-c和2-e可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)放電的強(qiáng)度，提高電源的工作效率。
[0040]放電過程及等離子體發(fā)生原理說明和應(yīng)用:在高壓電極A內(nèi)部的高壓銅電極10上施加高壓時，會在高壓銅電極10的附近產(chǎn)生強(qiáng)電場，高壓銅電極絕緣外套7具有較高的介電強(qiáng)度和體積電阻率，能有效降低絕緣外套周圍的墻電場，同時，高壓銅電極10前段較薄的高壓電極阻擋介質(zhì)9可以有效的透過強(qiáng)電場，當(dāng)高壓電極A的前段與一較低電勢的待處理物11正對時，高壓電極阻擋介質(zhì)9的前段和待處理物11之間的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高壓電場，提高施加于高壓銅電極10上的電壓值可以有效提高空間的電場強(qiáng)度，電場強(qiáng)度越高，因此間隙中的電子在電場中加速獲得更多的動能，當(dāng)電場強(qiáng)度高于一定值時，電子動能達(dá)到一定閾值，碰撞使得周圍重粒子發(fā)生電離，形成電子崩，電子崩迅速發(fā)展成貫穿于整個放電通道流注，高壓銅電極10上覆蓋的高壓電極阻擋介質(zhì)9可以限制放電電流的增長，避免電弧的產(chǎn)生，有助于形成大面積的等離子體放電，本裝置的優(yōu)點是可以在空氣的環(huán)境中產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，一次產(chǎn)生的等離子體面積為SOOmm2至1000mm2，溫度約為20 °C至50°C，配備手柄，可以靈活地處理復(fù)雜形狀的導(dǎo)電性物體和部分較薄的材料。
[0041]本高壓電極A直接與導(dǎo)電性金屬作用時，可以在空氣中高效地產(chǎn)生大面積的包含活性物質(zhì)高溫等離子體，可以用于生物醫(yī)療領(lǐng)域中醫(yī)療設(shè)備和工具的消毒處理，比如手術(shù)刀、手術(shù)剪等。具有操作靈活性和放電高效性的高壓電極A，還可以用于食品領(lǐng)域食物的殺菌消毒，在處理含有一定水分的食物時，高壓電極A可以與食物表面進(jìn)行電荷交換時產(chǎn)生活性基團(tuán)(如氫氧根和氧原子)和活性物質(zhì)(如紫外線和臭氧)，能夠在不產(chǎn)生任何殘留物質(zhì)的前提下進(jìn)行有效的表面菌落滅活，提高食物的保存時間。
[0042]實施例2
高壓電極B包括銅牙條12、連接條絕緣外套13、封堵層14、絕緣介質(zhì)管15、高壓銅電極16;其中，絕緣介質(zhì)管15材質(zhì)為陶瓷管，陶瓷管厚度為5mm至7mm;高壓銅電極16外徑為7_至8mm，高壓銅電極16底部呈與絕緣介質(zhì)管15同樣弧度的形狀;組裝時，將高壓銅電極16塞入絕緣介質(zhì)管15的底部，使得高壓銅電極16與絕緣介質(zhì)管15內(nèi)壁貼合，并在兩者之間涂抹一層導(dǎo)電膠水排盡高壓銅電極16和絕緣介質(zhì)管15之間的空氣，高壓銅電極15尾部端面正中間攻一道直徑6mm至8mm的螺母，將覆蓋有連接條絕緣外套13的銅牙條12擰入高壓銅電極15尾部，并用高壓電極環(huán)氧樹脂膠水進(jìn)行封堵，形成牢固的封堵層14，將組裝好的高壓電極B插入絕緣手柄3的高壓母接頭4中，即可正常工作。使用高壓電極B理論上能夠產(chǎn)生200mm2至400mm2的大面積低溫等離子體。
[0043]絕緣手柄3包括手柄外殼和高壓母接頭4;所述手柄外殼采用聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺塑料加工而成，為保證裝置的電氣安全性，手柄外殼厚度為5mm至7mm;高壓母接頭4固定于手柄外殼3內(nèi)部，高壓母接頭4頭部距絕緣手柄3出口處14mm，高壓母接頭4的尾部經(jīng)高壓導(dǎo)線3-a與阻抗匹配器2的輸出端2-b相連，高壓母接頭4的頭部攻螺紋8_。
[0044]阻抗匹配器2包括電阻、電容和電感元件；阻抗匹配器成阻感或阻容性，串接阻性的最低阻抗為0(金屬連接)，最高阻抗1ΜΩ，在O至1ΜΩ之間選取1kQ、20k Ω、50k Ω、10kΩ和500kQ的阻值點進(jìn)行阻抗配置;工作于不同狀態(tài)下的反應(yīng)器可以等效成不同的容性負(fù)載，高壓電源需要向反應(yīng)器同時輸出有功功率和容性無功功率，通過調(diào)節(jié)阻抗匹配器2內(nèi)部的可調(diào)電容和可調(diào)電感，可以改變反應(yīng)器負(fù)載的電氣特性，進(jìn)而提高電源的效率和使用壽命;其中可調(diào)電容調(diào)節(jié)范圍3pF?50pF，可調(diào)電感調(diào)節(jié)范圍0.6uH~3uH。在阻抗匹配器2的頂端有一個有級調(diào)節(jié)旋鈕2-e可以實現(xiàn)不同阻抗值之間的切換，側(cè)邊的調(diào)節(jié)旋鈕2-c可以調(diào)節(jié)可調(diào)電感數(shù)值大小，調(diào)節(jié)旋鈕2-d可以調(diào)節(jié)可調(diào)電容值大小。
[0045]控制電路包括整流模塊22、觸點開關(guān)24、閉合開關(guān)23、A直流繼電器25、B直流繼電器26、總電源開關(guān)27;連接市電前，火線上串接一個總電源開關(guān)27;總電源開關(guān)27閉合通電后一部分電能被送往整流電源模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電壓輸出，12V直流電壓供給兩條控制回路，一條回路由閉合開關(guān)23和A直流繼電器25串聯(lián)組合而成，另一條回路由觸點開關(guān)24和B直流繼電器26串聯(lián)組合而成，兩條支路共同控制著高壓電源I的通斷；另一部分電能經(jīng)兩個串聯(lián)的A直流繼電器25和B直流繼電器26后被送往高壓電源I;使用時，先閉合總電源開關(guān)27，再閉合開關(guān)23，然后手動按住觸點開關(guān)24不放，此時高壓電源I通電，調(diào)整阻抗匹配器2在高壓電極和待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體;使用該控制電路能極大的提高高壓電源I的工作效率，避免電源長時間的空載運行，并且可以迅速地進(jìn)入運行狀態(tài)，在運行過程中，只要手指松開觸點開關(guān)24，高壓電源I立即斷電，短時間的停機(jī)過程中不需要斷開其它開關(guān)，裝置需要重新投入工作時，只需要固定好電極位置，在此手動按下手柄上的觸點開關(guān)24，再次得電的高壓電源I可以立即投入工作。同時，控制電路的三處開關(guān)以串聯(lián)邏輯方式布置，只有當(dāng)總電源開關(guān)27、閉合開關(guān)23、觸點開關(guān)24同時閉合時，高壓電源才能工作，一旦裝置出現(xiàn)意外，只要斷開任意一處開關(guān)即可切斷高壓電源，因此，應(yīng)用該控制電路可以提高裝置整體的安全性。
[0046]使用時，先將高壓電極B旋入手柄3的高壓母接頭中，閉合總電源開關(guān)27和開關(guān)23，閉合觸點開關(guān)24，調(diào)節(jié)高壓電源I電壓至5kV左右，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2的阻抗有級調(diào)節(jié)按鈕2-e至500kQ檔，手持手柄將高壓電極B的前段正對待處理物11，高壓電勢能傳遞至高壓銅電極16處，在高壓電極B的絕緣介質(zhì)管15和待處理物11之間產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2側(cè)面的調(diào)節(jié)旋鈕2-c和2-e可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)放電的強(qiáng)度，提高電源的工作效率。理論上，產(chǎn)生的等離子體面積在200mm2至400mm2之間，溫度約為20°C至50°C。
[0047]放電過程及等離子體發(fā)生原理說明和應(yīng)用:在高壓電極B內(nèi)部的高壓銅電極16上施加高壓時，會在高壓銅電極B的附近產(chǎn)生強(qiáng)電場。高壓銅電極16外部具有較高介電常數(shù)的高壓電極阻擋介質(zhì)15可以有效地透過強(qiáng)電場，當(dāng)高壓電極B的前段與一個處于低電勢的待處理物11正對時，高壓電極阻擋介質(zhì)15的前段和待處理物11之間的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高壓電場，提高施加于高壓銅電極16上的電壓值可以有效提高空間的電場強(qiáng)度，電場強(qiáng)度越高，因此間隙中的電子在電場中加速獲得更多的動能。當(dāng)電場強(qiáng)度高于一定值時，電子動能達(dá)到一定閾值，碰撞使得周圍重粒子發(fā)生電離，形成電子崩，電子崩迅速發(fā)展成貫穿于整個放電通道流注。高壓銅電極16上覆蓋的高壓電極阻擋介質(zhì)15可以限制放電電流的增長，避免電弧的產(chǎn)生，有助于形成大面積的等離子體放電，本裝置的優(yōu)點是可以在空氣的環(huán)境中產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，一次產(chǎn)生的等離子體面積為200mm2至400mm2’，溫度約為20°C至50°C。配備手柄，可以靈活地處理復(fù)雜形狀的導(dǎo)電性物體和部分較薄的材料，此外，若將待處理物換成含有較大介電常數(shù)的生物體時(生物體中含有較多的水分，水的介電常數(shù)為81，且體液中含有大量的電解質(zhì))，當(dāng)放電功率較低時，可以直接處理人體表面。
[0048]本高壓電極B產(chǎn)生的等離子體溫度和粒子活性適中，反應(yīng)柔和，粒子含量適中；適用于等離子體醫(yī)學(xué)對于人體柔和無刺激的處理與治療，比如皮膚深度清潔、祛斑祛痘、美白嫩膚等。
[0049]實施例3
高壓電極C包括銅牙條17、連接條絕緣外套18、Y型支架19、阻擋介質(zhì)管20、高壓銅電極21、支架銑槽29和高壓導(dǎo)線28;其中，高壓銅電極21裝在阻擋介質(zhì)管20內(nèi)，阻擋介質(zhì)管20為一個兩端開口的陶瓷管，阻擋介質(zhì)管20的管壁厚度為4mm，內(nèi)徑9mm至10mm，外徑17mm至18mm，長16cm至18cm;高壓電極21的直徑為7mm至9mm，長度16cm至18cm;將高壓銅電極21放入阻擋介質(zhì)管20內(nèi)部，并在高壓銅電極21的外側(cè)和阻擋介質(zhì)管20的內(nèi)側(cè)涂抹一側(cè)導(dǎo)電膠水以擠出間隙見殘留的空氣;所述Y型支架19，材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍，Y型支架19分為上下兩個部分，在上下兩個貼合面上有銑槽29;組裝時，先在下部分Y型支架上安裝高壓銅電極21和阻擋介質(zhì)管20，并在銑槽中排布高壓導(dǎo)線28，然后將高壓導(dǎo)線28順著銑槽連至Y型支架19的后端，與銅牙條17和連接條絕緣外套18相連，最后將上部分Y型支架合上固定住。若使用高壓電極C配合足夠功率的高壓電源時，能夠產(chǎn)生3500mm2至4000mm2的大面積低溫等離子體。
[0050]絕緣手柄3包括手柄外殼和高壓母接頭4;所述手柄外殼采用聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺塑料加工而成，為保證裝置的電氣安全性，手柄外殼厚度為5mm至7mm;高壓母接頭4固定于手柄外殼3內(nèi)部，高壓母接頭4頭部距絕緣手柄3出口處14mm，高壓母接頭4的尾部經(jīng)高壓導(dǎo)線3-a與阻抗匹配器2的輸出端2-b相連，高壓母接頭4的頭部攻螺紋8_。
[0051]阻抗匹配器2包括電阻、電容和電感元件；阻抗匹配器成阻感或阻容性，串接阻性的最低阻抗為0(金屬連接)，最高阻抗1ΜΩ，在O至1ΜΩ之間選取1kQ、20k Ω、50k Ω、10kΩ和500kQ的阻值點進(jìn)行阻抗配置;工作于不同狀態(tài)下的反應(yīng)器可以等效成不同的容性負(fù)載，高壓電源需要向反應(yīng)器同時輸出有功功率和容性無功功率，通過調(diào)節(jié)阻抗匹配器2內(nèi)部的可調(diào)電容和可調(diào)電感，可以改變反應(yīng)器負(fù)載的電氣特性，進(jìn)而提高電源的效率和使用壽命;其中可調(diào)電容調(diào)節(jié)范圍3pF?50pF，可調(diào)電感調(diào)節(jié)范圍0.6uH~3uH。在阻抗匹配器2的頂端有一個有級調(diào)節(jié)旋鈕2-e可以實現(xiàn)不同阻抗值之間的切換，側(cè)邊的調(diào)節(jié)旋鈕2-c可以調(diào)節(jié)可調(diào)電感數(shù)值大小，調(diào)節(jié)旋鈕2-d可以調(diào)節(jié)可調(diào)電容值大小。
[0052]控制電路包括整流模塊22、觸點開關(guān)24、閉合開關(guān)23、A直流繼電器25、B直流繼電器26、總電源開關(guān)27;連接市電前，火線上串接一個總電源開關(guān)27;總電源開關(guān)27閉合通電后一部分電能被送往整流電源模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電壓輸出，12V直流電壓供給兩條控制回路，一條回路由閉合開關(guān)23和A直流繼電器25串聯(lián)組合而成，另一條回路由觸點開關(guān)24和B直流繼電器26串聯(lián)組合而成，兩條支路共同控制著高壓電源I的通斷；另一部分電能經(jīng)兩個串聯(lián)的A直流繼電器25和B直流繼電器26后被送往高壓電源I;使用時，先閉合總電源開關(guān)27，再閉合開關(guān)23，然后手動按住觸點開關(guān)24不放，此時高壓電源I通電，調(diào)整阻抗匹配器2在高壓電極和待處理物11之間產(chǎn)生低溫等離子體;使用該控制電路能極大的提高高壓電源I的工作效率，避免電源長時間的空載運行，并且可以在短暫的停機(jī)后迅速地進(jìn)入運行狀態(tài)，在運行過程中，只要手指松開觸點開關(guān)24，高壓電源I立即斷電，短時間的停機(jī)過程中不需要斷開其它開關(guān)，裝置需要重新投入工作時，只需要固定好電極位置，在此手動按下手柄上的觸點開關(guān)24，再次得電的高壓電源I可以立即投入工作。同時，控制電路的三處開關(guān)以串聯(lián)邏輯方式布置，只有當(dāng)總電源開關(guān)27、閉合開關(guān)23、觸點開關(guān)24同時閉合時，高壓電源才能工作，一旦裝置出現(xiàn)意外，只要斷開任意一處開關(guān)即可切斷高壓電源，因此，應(yīng)用該控制電路可以提高裝置整體的安全性。
[0053]使用前，將高壓電極C旋進(jìn)絕緣手柄3的內(nèi)部，高壓公接頭17的一端與高壓導(dǎo)線28連接，另一端和高壓母接頭4通過螺紋連接。閉合總電源開關(guān)27和開關(guān)23，閉合觸點開關(guān)24，調(diào)節(jié)高壓電源I電壓至5kV左右，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2的阻抗有級調(diào)節(jié)按鈕2-e至O Ω檔，手持手柄將高壓電極A的前段正對待處理物11，高壓電勢能傳遞至高壓銅電極21處，在高壓電極阻擋介質(zhì)20和待處理物11之間產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，調(diào)節(jié)阻抗匹配器2側(cè)面的調(diào)節(jié)旋鈕2-c和2-e可以在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)放電的強(qiáng)度，提高電源的工作效率。
[0054]放電過程及等離子體發(fā)生原理說明和應(yīng)用:在高壓電極C內(nèi)部的高壓銅電極21上施加高壓時，會在高壓銅電極C的附近產(chǎn)生強(qiáng)電場。高壓銅電極21周圍具有較高的介電常數(shù)的高壓電極阻擋介質(zhì)20可以有效的透過強(qiáng)電場，當(dāng)高壓電極A的前段與一個較低電勢的待處理物11正對時，高壓電極阻擋介質(zhì)20的前段和待處理物11之間的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高壓電場，提高施加于高壓銅電極21上的電壓值可以有效提高空間的電場強(qiáng)度，電場強(qiáng)度越高，因此間隙中的電子在電場中加速獲得更多的動能。當(dāng)電場強(qiáng)度高于一定值時，電子動能達(dá)到一定閾值，碰撞使得周圍重粒子發(fā)生電離并形成電子崩，電子崩迅速發(fā)展成貫穿于整個放電通道流注。高壓銅電極21上覆蓋的高壓電極阻擋介質(zhì)20可以限制放電電流的增長，避免電弧的產(chǎn)生，有助于形成大面積的等離子體放電。本裝置的優(yōu)點是可以在空氣的環(huán)境中產(chǎn)生大面積的低溫等離子體，一次產(chǎn)生的等離子體面積為3500mm2至4000mm2’，溫度約為20°C至5(TC，配備的手柄可以允許使用者靈活地處理復(fù)雜形狀的導(dǎo)電性物體和部分較薄的材料。
[0055]本高壓電極C具有放電面積大、處理靈活性高、放電強(qiáng)度高等優(yōu)點，在薄膜材料表面處理方面有一定的優(yōu)勢:空氣中產(chǎn)生的等離子體中含有大量的含氧活性粒子，有足夠的能量與材料表面作用，打開材料表面化學(xué)鍵，引入親水性基團(tuán)，進(jìn)而提高材料表面能和材料表面的親水性，因此高壓電極C可以用于汽車內(nèi)部飾物表面處理、電子產(chǎn)品屏幕薄膜、復(fù)合板材的夾層處理、大棚薄膜表面處理等領(lǐng)域。操作靈活、放電高效的高壓電極C，還可以用于食品領(lǐng)域食物的殺菌消毒，在處理含有一定水分的食物時，高壓電極C可以與食物表面進(jìn)行電荷交換時產(chǎn)生活性基團(tuán)(如氫氧根和氧原子)和活性物質(zhì)(如紫外線和臭氧)，能夠在不產(chǎn)生任何殘留物質(zhì)的前提下進(jìn)行有效的表面菌落滅活，延長食物的保存時間。
【主權(quán)項】
1.一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是包括控制電路、高壓電源、阻抗匹配器、絕緣手柄、高壓母接頭、高壓電極、待處理物;其中，高壓電源的輸出口負(fù)極接地，高壓電源的輸出口正極與阻抗匹配器的輸入端相連;阻抗匹配器的輸出端通過高壓導(dǎo)線與絕緣手柄內(nèi)部的高壓母接頭的一端相連;高壓母接頭的另一端與高壓電極相連;高壓電源和市電之間接有控制電路;在高壓電極和接地的待處理物之間產(chǎn)生低溫等離子體并直接作用于待處理物的表面或者電極與待處理物之間的物體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的控制電路包括整流模塊、觸點開關(guān)、閉合開關(guān)、A直流繼電器、B直流繼電器、總電源開關(guān);其中，總電源開關(guān)串聯(lián)在火線上;總電源開關(guān)閉合通電后一部分電能被送往整流電源模塊，轉(zhuǎn)變?yōu)?2V直流電壓輸出，12V直流電壓輸出兩條回路，一條回路路由閉合開關(guān)和A直流繼電器串聯(lián)組合而成，另一回路支路由觸點開關(guān)和B直流繼電器串聯(lián)組合而成，兩條支路共同控制著高壓電源的通斷；另一部分電能經(jīng)兩個串聯(lián)的A直流繼電器和B直流繼電器后被送往高壓電源； 使用時，先閉合總電源開關(guān)，再閉合開關(guān)，然后按下觸點開關(guān)，此時高壓電源通電，調(diào)整阻抗匹配器在高壓電極和待處理物之間產(chǎn)生低溫等離子體;使用該控制電路能提高高壓電源的工作效率，避免電源長時間的空載運行，并且能迅速地進(jìn)入運行狀態(tài)，在運行過程中，按下觸點開關(guān)，高壓電源立即斷電，短時間的停機(jī)過程中不需要斷開其它開關(guān)，裝置需要重新投入工作時，再次按下手柄上的觸點開關(guān)，得電的高壓電源立即投入工作；同時，控制電路的三處開關(guān)以串聯(lián)邏輯方式布置，當(dāng)總電源開關(guān)、閉合開關(guān)、觸點開關(guān)同時閉合時，高壓電源才工作，一旦裝置出現(xiàn)意外，只要斷開任意一處開關(guān)即可切斷高壓電源。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的阻抗匹配器包括電阻、電容和電感元件；串接阻性的阻抗值在O ΜΩ-1ΜΩ，選取1kQ、20kQ、50kΩ、100kQ和500kQ的阻值點進(jìn)行阻抗配置;工作于不同狀態(tài)時，阻抗匹配器等效成不同的容性負(fù)載，高壓電源向阻抗匹配器輸出有功功率和容性無功功率;其中，可調(diào)電容調(diào)節(jié)范圍3pF?50pF，可調(diào)電感調(diào)節(jié)范圍0.6uH?3uH，在阻抗匹配器的頂端有一個有級調(diào)節(jié)旋鈕用來實現(xiàn)不同阻抗值之間的切換，側(cè)邊的可調(diào)電感調(diào)節(jié)旋鈕用來調(diào)節(jié)可調(diào)電感數(shù)值大小，可調(diào)電容調(diào)節(jié)旋鈕用來調(diào)節(jié)可調(diào)電容值大小。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的高壓電源通電后產(chǎn)生高頻高壓波形或高壓脈沖波形給阻抗匹配器;阻抗匹配器輸出電壓端與高壓電極相連，形成一個相對于接地零電位的高壓差;處于高壓電勢幅值的高壓電極與待處理物之間產(chǎn)生大面積低溫等離子體，直接作用于待處理物表面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的絕緣手柄包括手柄外殼、高壓母接頭和高壓導(dǎo)線;其中高壓母接頭固定于手柄外殼內(nèi)部，高壓母接頭頭部距絕緣手柄出口處10mm-20mm，高壓母接頭的尾部經(jīng)高壓導(dǎo)線與阻抗匹配器的輸出端相連，高壓母接頭的頭部攻螺紋6mm-8mm，所述手柄外殼采用聚四氟乙烯或聚醚酰亞胺塑料加工而成，手柄外殼厚度為5mm-7mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的高壓電極為高壓電極A、高壓電極B、高壓電極C中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種靈活的大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的高壓電極A包括高壓公接頭、A連接條絕緣外套、高壓電極絕緣外套、高壓電極絕緣環(huán)氧膠、高壓電極阻擋介質(zhì)、高壓銅電極;其中，絕緣外套包裹高壓銅電極，A連接條絕緣外套包裹高壓公接頭;高壓電極絕緣環(huán)氧膠連接A連接條絕緣外套和高壓公接頭，并固定于高壓銅電極的后端，防止電弧漏電；高壓銅電極的前段固定高壓電極阻擋介質(zhì);所述高壓電極絕緣外套材質(zhì)為聚四氟乙稀或聚醚酰亞胺，內(nèi)徑20mm-23mm，外徑31mm-36mm;所述高壓銅電極外徑尺寸20mm-23mm;所述高壓電極阻擋介質(zhì)是石英玻璃片，其厚度為0.5mm-l.5mm、直徑為34mm;所述高壓公接頭是銅牙條，其長度為20mm-25mm; A連接條絕緣外套包裹在高壓公接頭中間，A連接條絕緣外套的長度為15mm-18mm，A連接條絕緣外套材質(zhì)為娃橡膠； 使用時，將高壓電極旋進(jìn)絕緣手柄的內(nèi)部，高壓公接頭的一端與高壓銅電極連接，高壓公接頭的另一端和高壓母接頭通過螺紋連接，在高壓電極阻擋介質(zhì)和待處理物之間產(chǎn)生大面積低溫等離子體，高壓電極A產(chǎn)生SOOmm2-1OOOmm2的低溫等離子體。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述的高壓電極B包括銅牙條、B連接條絕緣外套、絕緣介質(zhì)管、高壓銅電極;其中，高壓銅電極與絕緣介質(zhì)管內(nèi)壁貼合，B連接條絕緣外套包裹銅牙條并露出銅牙條兩端，銅牙條連接高壓銅電極尾部； 組裝時，將高壓銅電極塞入絕緣介質(zhì)管的底部，使得高壓銅電極與絕緣介質(zhì)管內(nèi)壁貼合，并在兩者之間涂抹一層導(dǎo)電膠水排盡高壓銅電極和絕緣介質(zhì)管之間的空氣，高壓銅電極尾部端面正中間攻一道直徑的螺母，將覆蓋有連接條絕緣外套的銅牙條擰入高壓銅電極尾部，并用高壓電極環(huán)氧樹脂膠水進(jìn)行封堵，形成牢固的封堵層，將組裝好的高壓電極B插入絕緣手柄的高壓母接頭中；工作時，高壓電極B產(chǎn)生200mm2-400mm2低溫等離子體； 所述絕緣介質(zhì)管材質(zhì)為陶瓷管，陶瓷管厚度為高壓銅電極外徑為7mm-8mm，高壓銅電極底部呈與絕緣介質(zhì)管同樣弧度的形狀。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述高壓電極C包括銅牙條、C連接條絕緣外套、Y型支架、阻擋介質(zhì)管、高壓銅電極、支架銑槽、高壓導(dǎo)線;其中，高壓銅電極在阻擋介質(zhì)管內(nèi)，Y型支架分為上下兩個部分，在上下兩個貼合面上有支架銑槽，高壓銅電極和阻擋介質(zhì)管的兩端與Y型支架的上下部分連接;高壓導(dǎo)線排布在支架銑槽中，高壓導(dǎo)線一端與銅牙條連接，另一端與高壓銅電極連接;C連接條絕緣外套包裹銅牙條并露出銅牙條兩端； 所述阻擋介質(zhì)管為一個兩端開口的陶瓷管，阻擋介質(zhì)管的管壁厚度為4mm，內(nèi)徑9mm-10mm，外徑17mm-18mm，長16cm_18cm;高壓電極的直徑為7mm-9mm，長度16cm_18cm;所述Y型支架，材質(zhì)為聚四氟乙烯或尼龍； 組裝時，將高壓銅電極放入阻擋介質(zhì)管內(nèi)部，并在高壓銅電極的外側(cè)和阻擋介質(zhì)管的內(nèi)側(cè)涂抹一側(cè)導(dǎo)電膠水以擠出間隙見殘留的空氣，在下部分Y型支架上安裝高壓銅電極和阻擋介質(zhì)管，并在銑槽中排布高壓導(dǎo)線，然后將高壓導(dǎo)線順著支架銑槽連至Y型支架的后端，與銅牙條和連接條絕緣外套相連，最后將上部分Y型支架合上固定住;工作時，高壓電極C產(chǎn)生3500mm2-4000mm2面積的低溫等離子體。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大面積低溫等離子體發(fā)生裝置，其特征是所述低溫等離子體的溫度為20°C_50°C。
【文檔編號】H05H1/24GK106028615SQ201610627592
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月3日
【發(fā)明人】方志, 張波
【申請人】南京工業(yè)大學(xué)