CN108463046A - 手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及空气电火花冷等离子体激波射流技术领域，具体涉及一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，包括绝缘塑料外壳，绝缘塑料外壳的左侧上部贯穿设有USB充电接口，绝缘塑料外壳的顶部从左到右依次设有充电指示灯和开关，绝缘塑料外壳的内腔左侧上部设有充电模块，充电模块的左侧接口处通过USB充电线与USB充电接口电性连接，充电模块的右侧接口处连接有锂离子电池，锂离子电池与充电指示灯电性连接，绝缘塑料外壳的内腔右侧上部设有高压模块，锂离子电池通过串联开关与高压模块的输入端电性连接；本发明能够有效克服现有技术所存在的美容、治疗装置存在安全隐患、功能单一、性价比低的缺陷。

Description

手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置

技术领域

本发明涉及空气电火花冷等离子体激波射流技术领域，具体涉及一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置。

背景技术

如今，大部分人长期被脚气困扰；日常生活中常常发生皮肤弄破、创伤、烫伤等创口伤害；多数人在年轻的时候，脸上容易长青春痘、粉刺，而在年纪大的时候容易长黑头、雀斑、老年斑等皮肤病；儿童易发痒疱、疱疹等手足口病；患有慢性疾病者，如糖尿病人，一旦创伤，伤口止血困难及创面易溃疡而长时间不能自己愈合。因此，研究一种集治疗脚气、处理创伤及美肤于一体的装置尤为重要。目前，人们已经研发了几种装置，但是它们的作用单一，适用范围狭窄，处理效果不明显，或价格昂贵，而未能被人们很好的使用。本发明所研发的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，适用范围广泛、使用方便、价格低廉，特别是对美肤(青春痘，粉刺，黑头，雀斑，老年斑)、创口处理(凝血，促愈合，减轻疤痕)和杀菌消毒(治脚气，疮口，溃疡)方面的处理效果显著。

中国专利《一种离子光学美容仪》(申请号：200380110349.0，授权公开号：CN1787759A，授权公开日：2006.6.14)公开了一种新型离子光学美容仪，该设备使用方便，但是它结构复杂、价格昂贵、应用领域狭窄，仅仅局限于美容。它采用的原理是通过对人体皮肤照射紫外线，利用紫外线作用于表皮细胞达到皮肤美容的作用；实际使用时，处理效果不明显，而且紫外线能够杀死人体活性细胞，对人体细胞有伤害作用，存在较大的安全隐患。在安全使用、经济价值和使用效果上具有很大的局限性。

中国专利《一种便携式大气辉光放电等离子体射流及静电纺丝一体装置》(申请号：CN201410704814.3，授权公开号：CN104372423A，授权公开日：2015.2.25)公开了一种便携式大气辉光放电等离子体射流及静电纺丝一体装置，该设备使用方便，结构简单及价格低廉，但是它以针电极为金属放电头，在工作使用时容易被高压电击及电弧烫伤，另外该装置在使用时会产生大量的臭氧(O3)，人体过多吸入会对健康有一定的危害。

美国专利《Apparatus for atmospheric pressure pin-to-hole sparkdischarge and uses thereof》(专利号：US 9，511，240B2，申请日：2012.11.22，授权公开日：2016.12.6)公开了一种大气压针-孔火花放电装置，该装置使用直流火花放电产生高浓度的NO，对治疗人体皮肤溃疡有显著疗效。它采用的原理是基于针-孔火花放电，由空气气流吹出火花电弧产生等离子体射流，对皮肤溃疡有较好的疗效。但是该装置工作时要辅以空气气流，使得装置结构复杂且不便携；另外该装置，由于正极针处于负极圆柱内腔之中，存在较大的空气间隙，在实际使用时造成等离子体射流长度(喷出3mm-5mm)很短(大部分冲击波在通气通道内释放，火花放电冲击波强度减弱，形成不了激波前沿)，虽然使用了可调电容，通过增加电容值来提高等离子体射流喷出长度，但是电容值增加后放电强度太强而对人体产生电击危害，同时喷出的高温电弧对人体有烫伤危险。

为了满足越来越多的人们对健康美容、创口处理及脚气治疗等应用的迫切需求，发明一种功能多样、结构简单、安全可靠(无电击和烫伤的危险)、效果显著(射流长度大于10mm)及价格低廉的便携式空气电火花冷等离子体激波射流装置尤为重要。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，能够有效克服现有技术所存在的美容、治疗装置存在安全隐患、功能单一、性价比低的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，包括绝缘塑料外壳，所述绝缘塑料外壳的左侧上部贯穿设有USB充电接口，所述绝缘塑料外壳的顶部从左到右依次设有充电指示灯和开关，所述绝缘塑料外壳的内腔左侧上部设有充电模块，所述充电模块的左侧接口处通过USB充电线与USB充电接口电性连接，所述充电模块的右侧接口处连接有锂离子电池，所述锂离子电池与充电指示灯电性连接，所述绝缘塑料外壳的内腔右侧上部设有高压模块，所述锂离子电池通过串联开关与高压模块的输入端电性连接，所述高压模块的底部输出端并联有电容器，所述绝缘塑料外壳的右侧下部贯穿设有放电装置；

所述放电装置包括空心阴极圆柱、铱针电极、石英玻璃圆管、空心圆柱形陶瓷、空气电火花冷等离子体激波射流、橡胶外套，所述空心阴极圆柱的左端贯穿延伸至绝缘塑料外壳的内腔，所述空心阴极圆柱位于绝缘塑料外壳外部的右侧外壁环绕设有橡胶外套，所述石英玻璃圆管贴合于空心阴极圆柱的左侧内壁，所述空心圆柱形陶瓷贴合于空心阴极圆柱的右侧内壁，所述铱针电极贯穿于石英玻璃圆管的内腔，且石英玻璃圆管的右端发射有空气电火花冷等离子体激波射流，所述空气电火花冷等离子体激波射流贯穿于空心圆柱形陶瓷和空心阴极圆柱的内腔并延伸至橡胶外套的外部，所述电容器的负极与空心阴极圆柱的左侧外壳电性连接，所述电容器的正极与铱针电极的左端电性连接。

优选地，a、所述空气电火花冷等离子体激波射流喷射出来直接作用于人体；

b、所述空气电火花冷等离子体激波射流含有大量的活性粒子基团，具有杀菌灭毒作用，对治疗脚气、粉刺和青春痘有显著疗效；

c、所述空气电火花冷等离子体激波射流富含的NO具有快速凝血和促进表皮细胞增殖的功能，能够促进伤口愈合而又不会对创口产生二次伤害；

d、所述空气电火花冷等离子体激波射流含有的氧活性粒子和其他活性自由基(OH、NO等)，对治疗雀斑或老年斑也有显著疗效。

优选地，所述空心圆柱形陶瓷的长度为1mm，空心阴极圆柱的内径为4mm，空心阴极圆柱的前端壁厚为1mm，铱针电极的尖端曲率半径为0.2mm，其对空心阴极圆柱的前端圆孔内壁的尖端放电强度最高。

优选地，所述铱针电极的熔点为2410℃，石英玻璃圆管的软化点温度为1300℃(可以在1100℃下长时间工作)，空心圆柱形陶瓷可以在1300℃下长时间工作，它们都具有很强的耐烧蚀性。

优选地，所述铱针电极的尖端与空心阴极圆柱的前端内壁之间的距离可调，用来调控空气电火花冷等离子体激波射流的强度。

优选地，所述空心阴极圆柱与橡胶外套之间为可拆卸连接，使用方便，且橡胶外套具有降低冲击波响声和提高空气电火花冷等离子体激波射流的活性粒子浓度的作用，使得治疗效果更加显著。

优选地，所述铱针电极与空心圆柱形陶瓷之间有直径4mm、长0.1mm的间隙，所述空心圆柱形陶瓷内有直径1.5mm、长1mm的空隙，且所使用的电容容量为0.05μF，如此，空气电火花冷等离子体激波射流喷出长度较远(约12mm)，呈电中性(4000V电压全部降落于放电装置的空心阴极圆柱内部的空气间隙)，不会电击人体。

优选地，所述空气电火花冷等离子体激波射流经由空心圆柱形陶瓷及空心阴极圆柱的前端圆孔快速喷出，喷射出来的等离子体射流的气体温度迅速降至室温(冲击波的激波效应)，不会灼伤人体。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置采用多种功能相结合的方式设计出一种新型手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，摒弃了目前美容、治疗装置存在安全隐患、功能单一、性价比低的情况，本发明体积小，使用方便，价格低廉，而且能长时间工作，最主要的是它集治疗脚气、处理创口及美肤于一体，应用范围广泛，具有很高的实用价值和显著的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明放电装置剖视图；

图中：

1、USB充电接口；2、锂离子电池；3、充电指示灯；4、开关；5、高压模块；6、电容器；7、绝缘塑料外壳；8、放电装置；9、空心阴极圆柱；10、铱针电极；11、石英玻璃圆管；12、空心圆柱形陶瓷；13、空气电火花冷等离子体激波射流；14、橡胶外套；15、充电模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，如图1-2所示，包括绝缘塑料外壳7，绝缘塑料外壳7的左侧上部贯穿设有USB充电接口1，绝缘塑料外壳7的顶部从左到右依次设有充电指示灯3和开关4，绝缘塑料外壳7的内腔左侧上部设有充电模块15，充电模块15的左侧接口处通过USB充电线与USB充电接口1电性连接，充电模块15的右侧接口处连接有锂离子电池2，锂离子电池2与充电指示灯3电性连接，绝缘塑料外壳7的内腔右侧上部设有高压模块5，锂离子电池2通过串联开关4与高压模块5的输入端电性连接，高压模块5的底部输出端并联有电容器6，绝缘塑料外壳7的右侧下部贯穿设有放电装置8；

放电装置8包括空心阴极圆柱9、铱针电极10、石英玻璃圆管11、空心圆柱形陶瓷12、空气电火花冷等离子体激波射流13、橡胶外套14，空心阴极圆柱9的左端贯穿延伸至绝缘塑料外壳7的内腔，空心阴极圆柱9位于绝缘塑料外壳7外部的右侧外壁环绕设有橡胶外套14，石英玻璃圆管11贴合于空心阴极圆柱9的左侧内壁，空心圆柱形陶瓷12贴合于空心阴极圆柱9的右侧内壁，铱针电极10贯穿于石英玻璃圆管11的内腔，且石英玻璃圆管11的右端发射有空气电火花冷等离子体激波射流13，空气电火花冷等离子体激波射流13贯穿于空心圆柱形陶瓷12和空心阴极圆柱9的内腔并延伸至橡胶外套14的外部，电容器6的负极与空心阴极圆柱9的左侧外壳电性连接，电容器6的正极与铱针电极10的左端电性连接。

a、空气电火花冷等离子体激波射流13喷射出来直接作用于人体；

b、空气电火花冷等离子体激波射流13含有大量的活性粒子基团，具有杀菌灭毒作用，对治疗脚气、粉刺和青春痘有显著疗效；

c、空气电火花冷等离子体激波射流13富含的NO具有快速凝血和促进表皮细胞增殖的功能，能够促进伤口愈合而又不会对创口产生二次伤害；

d、空气电火花冷等离子体激波射流13含有的氧活性粒子和其他活性自由基(OH、NO等)，对治疗雀斑或老年斑也有显著疗效；

空心圆柱形陶瓷12的长度为1mm，空心阴极圆柱9的内径为4mm，空心阴极圆柱9的前端壁厚为1mm，铱针电极10的尖端曲率半径为0.2mm，其对空心阴极圆柱9的前端圆孔内壁的尖端放电强度最高；

铱针电极10的熔点为2410℃，石英玻璃圆管11的软化点温度为1300℃(可以在1100℃下长时间工作)，空心圆柱形陶瓷12可以在1300℃下长时间工作，它们都具有很强的耐烧蚀性；

铱针电极10的尖端与空心阴极圆柱9的前端内壁之间的距离可调，用来调控空气电火花冷等离子体激波射流13的强度；

空心阴极圆柱9与橡胶外套14之间为可拆卸连接，使用方便，且橡胶外套14具有降低冲击波响声和提高空气电火花冷等离子体激波射流13的活性粒子浓度的作用，使得治疗效果更加显著；

铱针电极10与空心圆柱形陶瓷12之间有直径4mm、长0.1mm的间隙，空心圆柱形陶瓷12内有直径1.5mm、长1mm的空隙，且所使用的电容容量为0.05μF，如此，空气电火花冷等离子体激波射流13喷出长度较远(约12mm)，呈电中性(4000V电压全部降落于放电装置的空心阴极圆柱9内部的空气间隙)，不会电击人体；

空气电火花冷等离子体激波射流13经由空心圆柱形陶瓷12及空心阴极圆柱9的前端圆孔快速喷出，喷射出来的等离子体射流的气体温度迅速降至室温(冲击波的激波效应)，不会灼伤人体。

本发明的工作原理：在使用时，先按下开关4，锂离子电池2为高压模块5供电，高压模块5将锂离子电池2的输出电压3.7V升压为4000V，高压模块5通过导线与电容器6并联，从而把高压模块5上的高压静电荷储存在电容器6上，电容器6的负极与空心阴极圆柱9连接，空心阴极圆柱9的前端有一个直径约2mm的圆孔，电容器6的正极与铱针电极10连接，这样就在铱针电极10与空心阴极圆柱9之间形成了一个局域增强电场；由于放电装置里面的铱针电极10与空心圆柱形陶瓷12之间有直径4mm长0.1mm的间隙，空心圆柱形陶瓷12内有直径1.5mm长1mm的空隙，这些间隙里面充满空气，空气间隙处在局域增强电场中，当电容器6上面的电荷充电增加到一定的程度，局域增强电场会把间隙内的空气瞬间击穿，从而产生电弧形成气体放电通道；当空气被击穿后，电容器6上面储存的电荷在10μs时间内释放完毕，一次放电结束；与此同时电容器6继续充电、储存电荷增多及提升电压，当电容器6上面的电压再次达到上次的放电电压值时，间隙里面的空气会被再次击穿产生电弧形成新的气体放电通道，这种间歇的电弧放电就是火花放电。在腔体内进行火花放电，产生等离子体，放电伴随的高温电火花加热腔内空气，使其温度和压力瞬时升高，从而由空心圆柱形陶瓷12及空心阴极圆柱9的前端圆孔快速喷出，形成空气电火花冷等离子体激波射流13。

瞬间完成射流喷出导致腔体产生负压以及气温下降，随后外部空气乘虚填充铱针电极10和放电装置的空心阴极圆柱9之间的间隙，准备下一次的放电和射流的形成，这些过程构成一个射流放电周期。

由于冲击波的激波效应，喷射出来的等离子体气体温度迅速降低接近于室温，从而不会灼伤人体皮肤，因此该装置对人体没有热损伤；电弧放电仅发生于铱针电极10和空心阴极圆柱9之间的空气间隙，喷出的空气电火花冷等离子体激波射流13是电中性的，因而该装置对人体没有电击损伤。喷射出来的空气电火花冷等离子体激波射流13直接作用于人体。空气电火花冷等离子体激波射流13内含有大量的活性粒子基团(富含氧活性粒子、含氮活性粒子和活性自由基等)，具有较强的杀菌灭毒作用(针对过敏性皮炎的临床研究表明，等离子体处理30天(每天一次，每次一分钟)会使病灶处金黄色葡萄球菌数量降低一个量级，且瘙痒及皮肤发红情况明显减轻)，对治疗脚气、粉刺、青春痘有显著效果，且空气电火花冷等离子体激波射流13可以在明显杀灭细菌的同时而对人体皮肤和血液细胞没有伤害。空气电火花冷等离子体激波射流13里面的含氮活性粒子(主要是NO)具有较强的快速凝血、促进人体成纤维细胞、血管内壁细胞等皮肤细胞的增殖功能，进而促进人体伤口愈合，这对创口的处理有很好的效果，且不会对人体创口产生二次伤害(传统的创口处理主要是包裹医用纱布或贴创口贴，当伤口快好时医用纱布或创口贴很容易与创口处皮肤粘贴在一起，揭除时易对伤口产生二次伤害)。另外，空气电火花冷等离子体激波射流13里面的含氧活性粒子和其他活性自由基(OH、NO等)，对治疗老年人的雀斑、老年斑，也有显著疗效。所以，该手持式空气电火花冲击波冷等离子体激波射流装置集治疗脚气、处理创口及美肤于一体，功能显著。

在使用前后，当电池电量不足时，可用5V充电器通过USB充电线连接USB充电接口1进行充电，充电时充电指示灯3显示为红色；当充电完成时，充电指示灯3显示为绿色。充满电后，该装置的工作时长主要由锂离子电池2的容量决定。例如，锂离子电池2的容量为1000mAh时，充满电后，可连续工作5小时以上；一般处理每次时长不超过10分钟，因此，该装置充满一次电，可使用30次以上。

本发明所提供的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置采用多种功能相结合的方式设计出一种新型手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，摒弃了目前美容、治疗装置存在安全隐患、功能单一、性价比低的情况，本发明体积小，使用方便，价格低廉，而且能长时间工作，最主要的是它集治疗脚气、处理创口及美肤于一体，应用范围广泛，具有很高的实用价值和显著的应用前景。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：包括绝缘塑料外壳(7)，所述绝缘塑料外壳(7)的左侧上部贯穿设有USB充电接口(1)，所述绝缘塑料外壳(7)的顶部从左到右依次设有充电指示灯(3)和开关(4)，所述绝缘塑料外壳(7)的内腔左侧上部设有充电模块(15)，所述充电模块(15)的左侧接口处通过USB充电线与USB充电接口(1)电性连接，所述充电模块(15)的右侧接口处连接有锂离子电池(2)，所述锂离子电池(2)与充电指示灯(3)电性连接，所述绝缘塑料外壳(7)的内腔右侧上部设有高压模块(5)，所述锂离子电池(2)通过串联开关(4)与高压模块(5)的输入端电性连接，所述高压模块(5)的底部输出端并联有电容器(6)，所述绝缘塑料外壳(7)的右侧下部贯穿设有放电装置(8)；

所述放电装置(8)包括空心阴极圆柱(9)、铱针电极(10)、石英玻璃圆管(11)、空心圆柱形陶瓷(12)、空气电火花冷等离子体激波射流(13)、橡胶外套(14)，所述空心阴极圆柱(9)的左端贯穿延伸至绝缘塑料外壳(7)的内腔，所述空心阴极圆柱(9)位于绝缘塑料外壳(7)外部的右侧外壁环绕设有橡胶外套(14)，所述石英玻璃圆管(11)贴合于空心阴极圆柱(9)的左侧内壁，所述空心圆柱形陶瓷(12)贴合于空心阴极圆柱(9)的右侧内壁，所述铱针电极(10)贯穿于石英玻璃圆管(11)的内腔，且石英玻璃圆管(11)的右端发射有空气电火花冷等离子体激波射流(13)，所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)贯穿于空心圆柱形陶瓷(12)和空心阴极圆柱(9)的内腔并延伸至橡胶外套(14)的外部，所述电容器(6)的负极与空心阴极圆柱(9)的左侧外壳电性连接，所述电容器(6)的正极与铱针电极(10)的左端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：

a、所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)喷射出来直接作用于人体；

b、所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)含有大量的活性粒子基团，具有杀菌灭毒作用，对治疗脚气、粉刺和青春痘有显著疗效；

c、所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)富含的NO具有快速凝血和促进表皮细胞增殖的功能，能够促进伤口愈合而又不会对创口产生二次伤害；

d、所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)含有的氧活性粒子和其他活性自由基(OH、NO等)，对治疗雀斑或老年斑也有显著疗效。

3.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述空心圆柱形陶瓷(12)的长度为1mm，空心阴极圆柱(9)的内径为4mm，空心阴极圆柱(9)的前端壁厚为1mm，铱针电极(10)的尖端曲率半径为0.2mm，其对空心阴极圆柱(9)的前端圆孔内壁的尖端放电强度最高。

4.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述铱针电极(10)的熔点为2410℃，石英玻璃圆管(11)的软化点温度为1300℃(可以在1100℃下长时间工作)，空心圆柱形陶瓷(12)可以在1300℃下长时间工作，它们都具有很强的耐烧蚀性。

5.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述铱针电极(10)的尖端与空心阴极圆柱(9)的前端内壁之间的距离可调，用来调控空气电火花冷等离子体激波射流(13)的强度。

6.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述空心阴极圆柱(9)与橡胶外套(14)之间为可拆卸连接，使用方便，且橡胶外套(14)具有降低冲击波响声和提高空气电火花冷等离子体激波射流(13)的活性粒子浓度的作用，使得治疗效果更加显著。

7.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述铱针电极(10)与空心圆柱形陶瓷(12)之间有直径4mm、长0.1mm的间隙，所述空心圆柱形陶瓷(12)内有直径1.5mm、长1mm的空隙，且所使用的电容容量为0.05μF，如此，空气电火花冷等离子体激波射流(13)喷出长度较远(约12mm)，呈电中性(4000V电压全部降落于放电装置的空心阴极圆柱(9)内部的空气间隙)，不会电击人体。

8.根据权利要求1所述的一种手持式空气电火花冷等离子体激波射流装置，其特征在于：所述空气电火花冷等离子体激波射流(13)经由空心圆柱形陶瓷(12)及空心阴极圆柱(9)的前端圆孔快速喷出，喷射出来的等离子体射流的气体温度迅速降至室温(冲击波的激波效应)，不会灼伤人体。