CN112655280A - 等离子体发生装置和等离子体头冷却方法 - Google Patents

Abstract

等离子体发生装置具备：等离子体头，放出被等离子体化的等离子体气体；气体供给装置，将成为等离子体气体的气体供给至等离子体头；一对电极，设置于等离子体头，对从气体供给装置供给的气体的一部分进行放电而成为等离子体气体；温度传感器，设置于等离子体头，对等离子体头的温度进行计测；及控制装置，控制装置执行如下冷却处理：在使一对电极的放电停止之后，使气体供给装置持续供给气体来进行等离子体头的冷却，直至温度传感器计测到预定值以下的温度为止。

Description

等离子体发生装置和等离子体头冷却方法

技术领域

本公开涉及对等离子体头进行冷却的等离子体发生装置和等离子体头冷却方法。

背景技术

以往，关于等离子体发生装置和等离子体头冷却方法，提出了各种对等离子体头进行冷却的技术。

例如，在下述专利文献1所记载的大气压等离子体发生装置中，在停止向电极施加电压后，以经过了设定时间为条件，停止向反应室供给非活性气体。即，停止向电极施加电压，且放电消失后，仍将非活性气体向反应室供给设定时间。由此，能够防止电极的氧化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/188592号公报

发明内容

发明所要解决的课题

之后，当对包括电极、反应室的躯体进行冷却时，能够进行基于用户的维护，但希望更优选地冷却躯体。

因此，本公开是鉴于上述的点而完成的，其课题在于提供一种能够进行等离子体头的适当冷却的等离子体发生装置和等离子体头冷却方法。

用于解决课题的手段

本说明书公开了一种等离子体发生装置，具备：等离子体头，放出被等离子体化的等离子体气体；气体供给装置，将成为等离子体气体的气体向等离子体头供给；一对电极，设置于等离子体头，对从气体供给装置供给的气体的一部分进行放电而成为等离子体气体；温度传感器，设置于等离子体头，对等离子体头的温度进行计测；及控制装置，控制装置执行如下冷却处理：在使一对电极的放电停止之后，使气体供给装置持续供给气体来进行等离子体头的冷却，直至温度传感器计测到预定值以下的温度为止。

发明效果

根据本公开，等离子体发生装置能够进行等离子体头的适当的冷却。

附图说明

图1是表示大气压等离子体发生装置的等离子体头的立体图。

图2是表示大气压等离子体发生装置的等离子体头的下端部的立体图。

图3是表示大气压等离子体发生装置的等离子体头的主要部分的剖视图。

图4是表示大气压等离子体发生装置的控制系统的框图。

图5是表示加热器预热方法的控制程序的流程图。

图6是表示预热运转中的加热器的温度上升过程的一例的图。

图7是表示第一温度与加热器的下限温度的对应关系的一例的图。

图8是表示等离子体头冷却方法的控制程序的流程图。

图9是表示安装于工业用机器人的大气压等离子体发生装置的概略结构的图。

具体实施方式

整体结构

大气压等离子体发生装置是用于在大气压下产生等离子体的装置。如图9所示，大气压等离子体发生装置10具备等离子体头18、控制装置16、电力电缆140及气体配管180等。大气压等离子体发生装置10从控制装置16经由电力电缆140向等离子体头18传输电力，经由气体配管180供给处理气体等，从等离子体头18照射等离子体气体。等离子体头18安装于工业用机器人200的机械臂201的前端。电力电缆140和气体配管180沿着机器人臂201安装。机器人臂201是使两个臂部205、205在一个方向上连结的多关节机器人。工业用机器人200进行如下作业：驱动机械臂201使等离子体头18移动，对工件台5所支撑的工件W照射等离子体气体。控制装置16具有处理气体供给装置74及加热用气体供给装置86。处理气体供给装置74供给氮气等非活性气体和氧气等活性气体中的至少一者作为处理气体。加热用气体供给装置86供给氧等活性气体或者氮等非活性气体。另外，控制装置16具备显示装置115。显示装置115具备显示各种信息等的画面。

等离子体头18的结构

如图1所示，等离子体头18具备等离子体气体喷出装置12和加热气体喷出装置14。在以下的说明中，将等离子体头18的宽度方向称为X方向，将等离子体头18的进深方向称为Y方向，将与X方向和Y方向正交的方向、即上下方向称为Z方向。

等离子体气体喷出装置12由壳体20、罩22、一对电极(参照图3、4)24、26构成。如图3所示，壳体20包括主壳体30、散热板31、接地板32、下部壳体34及喷嘴块36。主壳体30大致呈块状，在主壳体30的内部形成有反应室38。另外，在主壳体30以沿上下方向延伸的方式形成有多个第一气体流路(在图3中仅记载有一个第一气体流路)50，多个第一气体流路50在X方向(在图3中为与纸面垂直的方向)上隔开预定的间隔地排列。各第一气体流路50的上端部在反应室38开口，下端部在主壳体30的底面开口。

散热板31配设在主壳体30的Y方向上的一侧的侧面。散热板31具有多个翅片(省略图示)，对主壳体30的热量进行散热。另外，接地板32作为避雷针发挥功能，固定于主壳体30的下表面。在接地板32上，与多个第一气体流路50对应地形成有在上下方向上贯通的多个贯通孔56，各贯通孔56与对应的第一气体流路50连结。

下部壳体34呈块状，固定于接地板32的下表面。在下部壳体34以与多个贯通孔56对应地在上下方向上延伸的方式形成有多个第二气体流路62。各第二气体流路62的上端部与对应的贯通孔56连结，下端部在下部壳体34的底面开口。

如图2所示，喷嘴块36固定于下部壳体34的下表面，以与下部壳体34的多个第二气体流路62对应地在上下方向上延伸的方式形成有多个第三气体流路66。各第三气体流路66的上端部与对应的第二气体流路62连结，下端部在喷嘴块36的底面开口。

返回图3，罩22大致呈箱形，以覆盖下部壳体34及喷嘴块36的方式配设在接地板32的下表面。在罩22的下表面形成有贯通孔70。该贯通孔70比喷嘴块36的下表面大，喷嘴块36的下表面位于贯通孔70的内部。另外，在罩22的加热气体喷出装置14侧的侧面也以在Y方向上延伸的方式形成有贯通孔72。

一对电极24、26以对置的方式配设在主壳体30的反应室38的内部。在该反应室38经由上述图9所示的气体配管180连接有处理气体供给装置(参照图4)74。如上所述，处理气体供给装置74是将氮气等非活性气体和氧气等活性气体中的至少一者作为处理气体进行供给的装置。由此，向反应室38供给处理气体。另外，处理气体也可以是干燥空气。

另外，加热气体喷出装置14包括保护罩80、气体管82、加热器83及连结块84。保护罩80以覆盖等离子体气体喷出装置12的散热板31的方式配设。气体管82以在上下方向上延伸的方式配设在保护罩80的内部，在气体管82上经由上述图9所示的气体配管180连接有加热用气体供给装置(参照图4)86。但是，气体配管180是两个不同的管，由与上述的反应室38和上述的处理气体供给装置74连接的管及与气体管82和加热用气体供给装置86连接的管构成。如上所述，加热用气体供给装置86是供给氧气等活性气体或者氮气等非活性气体(以下，标记为气体。)的装置。由此，从加热用气体供给装置86向气体管82内供给气体，该气体朝向下方流动。另外，在气体管82内，例如悬挂设置有大致线圈状的加热器83。由此，从加热用气体供给装置86向气体管82供给的气体被加热。另外，如图1所示，在气体管82上沿着气体管82的长度方向(即上下方向)附设有大致圆筒状的热电偶罩91。

在热电偶罩91内插入有热电偶92。热电偶92的测温接点92A从热电偶罩91的下端部插入到气体管82内，配置在加热器83的下侧。图1所示的箭头AR表示气体在气体管82内流动的方向。因此，热电偶92在从气体管82内的气体的下游侧接近加热器83的位置计测在气体管82内流动的气体的温度。另外，在大气压等离子体发生装置10中，将由热电偶92计测的温度处理为加热器83的温度或等离子体头18的温度。

返回图3，连结块84与气体管82的下端连结，并且固定于罩22的Y方向上的加热气体喷出装置14侧的侧面。在连结块84形成有大致弯曲成L字型的连通路88，连通路88的一端部在连结块84的上表面开口，并且连通路88的另一端部在连结块84的等离子体气体喷出装置12侧的侧面开口。并且，连通路88的一端部与气体管82连通，连通路88的另一端部与罩22的贯通孔72连通。

另外，等离子体气体喷出装置12也可以不具备接地板32。

大气压等离子体发生装置的控制系统

接着，对大气压等离子体发生装置10的控制系统进行说明。如图9所示，大气压等离子体发生装置10具备控制装置16。进而，如图4所示，控制装置16除了上述的处理气体供给装置74、加热用气体供给装置86及显示装置115以外，还具备控制器100、高频电源102、驱动电路105、流量控制器103、104、控制电路106、通信部107、电力供给装置108及输入装置116等。控制器100由具备CPU120、ROM122、RAM124等的计算机等实现。控制器100通过控制高频电源102、驱动电路105及流量控制器103、104等，来控制等离子体气体喷出装置12及加热气体喷出装置14。另外，控制器100经由控制电路106与显示装置115连接。由此，按照控制器100的指令，在显示装置115上显示图像。进而，控制器100与输入装置116连接。输入装置116由操作按钮等构成，输出基于对操作按钮的操作的操作信息。由此，向控制器100输入基于对操作按钮的操作的操作信息。通信部107与连接于未图示的网络的通信设备进行通信。通信的方式没有特别限定，例如是LAN、串行通信等。

高频电源102生成从商用电源(未图示)向电极24、26供电的高频的交流电力，将生成的交流电力向电极24、26供电。

流量控制器103例如由质量流量控制器等实现。流量控制器103控制从处理气体供给装置74向反应室38供给的处理气体的流量。另外，流量控制器103向控制器100输出所供给的处理气体的流量的值。

流量控制器104与流量控制器103同样地控制从加热用气体供给装置86向气体管82供给的气体的流量。另外，流量控制器103向控制器100输出所供给的气体的流量值。

在驱动电路105上电连接有电力供给装置108和安装在加热器83的下端附近的热电偶92。电力供给装置108将从商用电源(未图示)生成的交流电力向加热器83供电。驱动电路105基于热电偶92的输出值来控制电力供给装置108，由此对加热器83进行加热，进行加热器83的温度调节，以便成为控制器100所指示的目标温度。另外，驱动电路105将与热电偶92的输出值相应的温度向控制器100输出。

基于大气压等离子体发生装置的等离子体处理

在大气压等离子体发生装置10中，在等离子体气体喷出装置12中，通过上述的结构，在反应室38的内部使处理气体等离子体化，从喷嘴块36的第三气体流路66的下端喷出等离子体气体。另外，由加热气体喷出装置14加热后的气体被供给到罩22的内部。然后，等离子体气体与被加热的气体一起从罩22的贯通孔70喷出，对工件W进行等离子体处理。

详细而言，在等离子体气体喷出装置12中，通过处理气体供给装置74向反应室38供给处理气体。此时，在反应室38中，向一对电极24、26供给电力，在一对电极24、26之间流通电流。由此，在一对电极24、26之间产生放电，通过该放电，处理气体被等离子体化，成为等离子体气体。在反应室38产生的等离子体气体在第一气体流路50内向下方流动，经由贯通孔56流入第二气体流路62。并且，等离子体气体在第二气体流路62及第三气体流路66内向下方流动。由此，等离子体气体从第三气体流路66的下端通过罩22的贯通孔70而喷出。

另外，在加热气体喷出装置14中，通过加热用气体供给装置86向气体管82供给气体，向该气体管82供给的气体被加热器83加热。由此，向气体管82供给的气体被加热至600℃～800℃。该被加热的气体(以下，标记为加热气体。)经由连结块84的连通路88从罩22的贯通孔72流入罩22的内部。然后，流入罩22内的加热气体从罩22的贯通孔70喷出。此时，从喷嘴块36的第三气体流路66的下端喷出的等离子体气体被加热气体保护。由此，卷绕于加热气体的等离子体气体从等离子体头18放出，能够适当地进行等离子体处理。

详细而言，在等离子体处理时，在从喷出等离子体气体的贯通孔70离开预定的距离的位置上放置工件W，从贯通孔70向该工件W喷出等离子体气体。即，在等离子体处理时，等离子体气体被喷出到空气中，喷出到空气中的等离子体气体照射到工件W。

控制器100在经由输入装置116接受等离子体产生开始的指示时，开始等离子体产生控制。在等离子体产生控制中，控制器100使高频电源102开始向电极24、26供给预定的电力的控制，使流量控制器103、104分别以预定的气体流量开始供给处理气体和气体。另外，控制器100使驱动电路105开始加热器83的控制以达到预定的温度。

大气压等离子体发生装置中的加热器的预热运转

如上所述，大气压等离子体发生装置10在对工件W进行等离子体处理时，利用加热器83将供给到气体管82的气体加热到600℃～800℃。因此，在大气压等离子体发生装置10起动时等，进行加热器83的预热运转。在加热器83的预热运转中，例如在由于短路或断线等而热电偶92发生了故障的情况下，热电偶92的计测温度例如始终表示室温，或不从预定温度上升而显示恒定温度，因此无法利用热电偶92准确地计测加热器83的温度。因此，加热器83不能进行温度调节，加热器83有可能发生故障。因此，大气压等离子体发生装置10在加热器83的预热运转中，监视加热器83的温度上升过程。接着进行详细说明。

图5是表示用于监视加热器83的温度上升过程的加热器预热方法110的流程图。图5的流程图所示的控制程序被存储在控制器100的ROM122中，在大气压等离子体发生装置10启动时等，当用户通过输入装置116进行预定的操作时，该控制程序由控制器100的CPU120执行。

以下，除了上述的图4之外，使用图6及图7来说明图5的流程图所示的各处理。另外，图6的曲线L1表示预热运转中的加热器83的温度变化的一例。另外，图7的数据表DT存储在控制器100的ROM122中。

当执行加热器预热方法110时，首先进行预热开始处理S110。在该处理中，开始从电力供给装置108向加热器83的电力供给，由此开始加热器83的预热运转。

接着，进行第一温度取得处理S112。在该处理中，通过热电偶92取得温度MT1作为第一温度。

接着，进行计算处理S114。在该处理中，计算加热器83的下限温度LM1。加热器83的下限温度LM1是指，在从取得通过预热运转而处于温度上升中的加热器83的温度、即温度MT1来作为第一温度的时刻起经过了第一预定时间DP(例如为10秒)的时刻，考虑电力供给装置108的容许变动范围而设想的加热器83的最低温度。另外，以下，有时将从取得了第一温度的时刻起经过了第一预定时间DP的时刻标记为基准时刻。

加热器83的下限温度LM1由第一温度和数据表DT算出。

根据数据表DT，在0℃以上且小于400℃的第一温度下，计算将该第一温度加上50℃而得到的温度作为加热器83的下限温度。以下，作为加热器83的下限温度，在400℃以上且小于500℃的第一温度下，计算在该第一温度上加上20℃而得到的温度，在500℃以上且小于600℃的第一温度下，计算在该第一温度上加上5℃而得到的温度，在600℃以上且小于650℃的第一温度下，计算在该第一温度上加上3℃后的温度。因此，数据表DT是将对第一温度进行分类的温度范围(在图7中，0℃以上且小于400℃、400℃以上且小于500℃、500℃以上且小于600℃及600℃以上且小于650℃)与从第一温度至下限温度的温度差(在图7中为50℃、20℃、5℃及3℃)建立对应而得到的数据表。

这样，加热器83的下限温度LM1基于存储在数据表DT中的数据来计算。当计算出加热器83的下限温度LM1时，从取得了温度MT1来作为第一温度的时间点起至经过第一预定时间DP为止，即，直至到达基准时间点为止进行待机(S116为“否”)。并且，若从取得了温度MT1作为第一温度的时刻起经过了第一预定时间DP(S116为“是”)，即，到达基准时刻，则进行第二温度取得处理S118。在该处理中，通过热电偶92取得温度MT2作为第二温度。

接着，判定作为第二温度而取得的温度MT2是否为下限温度LM1以上(S120)。在此，在作为第二温度而取得的温度MT2小于下限温度LM1的情况下(S120为“否”)，可以说从取得了温度MT1来作为第一温度的时刻起经过了第一预定时间DP时、即到达了基准时刻时，作为第二温度而取得的温度MT2(即，加热器83的温度)未上升到下限温度LM1。因此，作为存在异常，进行预热停止处理S122。在该处理中，停止从电力供给装置108向加热器83的电力供给，由此停止加热器83的预热运转。进而，在显示装置115的画面中，例如，整个区域被显示为红色，并且显示有预热运转被停止的消息。另外，预热运转被停止的消息通过通信部107的网络通信，被发送到管理大气压等离子体发生装置10的管理者的终端或者大气压等离子体发生装置10的供应商所运营的服务台的终端。之后，加热器预热方法110结束。

与此相对，在作为第二温度而取得的温度MT2为下限温度LM1以上的情况下(S120为“是”)，进行假设处理S124。在该处理中，作为第二温度而取得的温度MT2代替上述的温度MT1而被处理为第一温度。

之后，重复上述S114、S116、S118、S120的各处理。由此，在上述的计算处理S114中，根据作为第一温度来处理的温度MT2和数据表DT，计算加热器83的下限温度LM2。这样计算出的加热器83的下限温度LM2与上述下限温度LM1相同。即，加热器83的下限温度LM2是指，在从取得了通过预热运转而处于温度上升中的加热器83的温度、即作为第一温度而处理的温度MT2的时刻起经过了第一预定时间DP的基准时刻考虑电力供给装置108的容许变动范围而设想的加热器83的最低温度。

然后，当从取得作为第一温度来处理的温度MT2的时刻起经过第一预定时间DP时(S116为“是”)，即，当到达基准时刻时，进行上述的第二温度取得处理S118，由此取得温度MT3作为第二温度。

在作为第二温度而取得的温度MT3小于下限温度LM2的情况下(S120为“否”)，作为存在异常，加热器83的预热运转停止(S122)。与此相对，在作为第二温度而取得的温度MT3为下限温度LM2以上的情况下(S120为“是”)，再次进行假设处理S124，作为第二温度而取得的温度MT3代替上述的温度MT2而被处理为第一温度(S124)。

以下同样地，根据被处理为第一温度的温度MT3和数据表DT，计算加热器83的下限温度LM3(S114)，进而，在从取得被处理为第一温度的温度MT3的时刻起经过了第一预定时间DP时(S116为“是”)，即，在到达了基准时刻时，取得温度MT4作为第二温度(S118)。并且，在作为第二温度而取得的温度MT4小于下限温度LM3的情况下(S120为“否”)，作为存在异常，加热器83的预热运转停止(S122)。与此相对，在作为第二温度而取得的温度MT4为下限温度LM3以上的情况下(S120为“是”)，作为第二温度而取得的温度MT4代替上述的温度MT3而被处理为第一温度(S124)。

这样，只要第二温度为从第一温度计算出的下限温度以上，就继续进行加热器预热方法110。

根据以上，大气压等离子体发生装置10通过执行加热器预热方法110，能够监视设置于等离子体头18的加热器83的预热中的温度上升过程。

另外，加热器83的下限温度LM1、LM2、LM3也可以根据表示与从向加热器83的电力供给开始时刻起的经过时间(即，加热器83的预热时间)的关系的近似式来计算。在图6中，这样的近似式由双点划线所示的曲线L2表示。表示曲线L2的数学式存储于控制器100的ROM122。

在这样的情况下，加热器83的下限温度LM1、LM2、LM3是通过将从取得或处理为第一温度的温度MT1、MT2、MT3被取得的时刻起经过了第一预定时间DP的基准时刻、即从向加热器83的电力供给开始时刻起计时了经过时间的时刻代入图6的曲线L2所示的数学式(近似式)而计算出的。

另外，加热器83即使不设置于等离子体头18，只要对从等离子体头18照射的等离子体进行加热，就能够成为加热器预热方法110的对象。

大气压等离子体发生装置中的加热器的冷却运转

控制器100在利用大气压等离子体发生装置10对工件W进行等离子体处理之后，在使大气压等离子体发生装置10停止时，通过继续由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体的供给，来进行等离子体头18的冷却。在等离子体头18被冷却之后，存在用户为了维护而与等离子体头18接触的情况。因此，假设等离子体头18的表面温度降低到例如40℃附近而继续进行等离子体头18的冷却，但若重叠地一边计测等离子体头18的温度一边进行冷却，则能够更理想地进行冷却。因此，大气压等离子体发生装置10一边计测等离子体头18的温度一边进行等离子体头18的冷却。接着详细叙述。

图8是表示用于一边计测等离子体头18的温度一边进行等离子体头18的冷却的等离子体头冷却方法210的流程图。图8的流程图所示的控制程序存储于控制器100的ROM122，在由大气压等离子体发生装置10进行工件W的等离子体处理时，由控制器100的CPU120执行该控制程序。因此，在执行等离子体头冷却方法210时，进行由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体的供给。以下，对图8的流程图所示的各处理进行说明。

控制器100的CPU120使用由热电偶92计测出的加热器83的温度，进行图8的流程图所示的各处理。在对工件W进行等离子体处理时的等离子体头18的表面的温度根据其位置而不同。但是，等离子体头18的整个表面存在若从该冷却开始后经过一定程度的时间，则会收敛于同一温度的倾向。因此，在图8的流程图所示的等离子体头冷却方法210中，将由热电偶92计测出的加热器83的温度用作等离子体头18的温度。

当执行等离子体头冷却方法210时，判定一对电极24、26间的放电及加热器83的加热是否停止(S210)。基于来自高频电源102的信号及来自驱动电路105的信号等进行该判定。在此，在一对电极24、26间的放电或加热器83的加热未停止的情况下(S210为“否”)，等离子体头冷却方法210结束。

与此相对，在一对电极24、26间的放电及加热器83的加热停止的情况下(S210为“是”)，判定由热电偶92计测出的加热器83的温度是否为预定温度以下(S212)。在此，预定温度是指即使用户接触等离子体头18的表面也没有妨碍的程度的温度(例如为40℃附近的温度)。在此，在由热电偶92计测出的加热器83的温度为预定温度以下的情况下(S212为“是”)，等离子体头冷却方法210结束。

与此相对，在由热电偶92计测出的加热器83的温度比预定温度高的情况下(S212为“否”)，进行冷却处理S214。在该处理中，继续由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体的供给。

接着，进行第一通知处理S216。在该处理中，在显示装置115的画面上显示正在进行等离子体头18的冷却的消息。进而，进行等离子体头18的冷却的消息通过通信部107的网络通信，被发送到管理大气压等离子体发生装置10的管理者的终端或者大气压等离子体发生装置10的供应商所运营的服务台的终端。

之后，判定由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给或由加热用气体供给装置86进行的气体的供给是否异常停止。该判定是基于来自流量控制器103、104的信号等来进行的。在此，在由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给或由加热用气体供给装置86进行的气体供给异常停止的情况下(S218为“是”)，进行第二通知处理S220。

在第二通知处理S220中，通过气体供给的异常，在显示装置115的画面上显示等离子体头18的冷却异常的消息。进而，通过通信部107的网络通信，将因气体供给的异常而等离子体头18的冷却异常的消息发送到管理大气压等离子体发生装置10的管理者的终端或者大气压等离子体发生装置10的供应商所运营的服务台的终端。之后，等离子体头冷却方法210结束。

与此相对，在由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体供给没有异常停止的情况下(S218为“否”)，判定热电偶92是否表示断线等异常(S222)。该判定是基于热电偶92的输出电压等来进行的。在此，在热电偶92表示断线等异常的情况下(S222为“是”)，进行第三通知处理S224。

在第三通知处理S224中，在显示装置115的画面上显示因热电偶92的异常而导致等离子体头18的冷却异常的消息。进而，将因热电偶92的异常而导致等离子体头18的冷却异常的消息通过通信部107的网络通信，发送到管理大气压等离子体发生装置10的管理者的终端或者大气压等离子体发生装置10的供应商运营的服务台的终端。之后，等离子体头冷却方法210结束。

与此相对，在热电偶92未表示断线等异常的情况下(S222为“否”)，判定是否从一对电极24、26间的放电及加热器83的加热停止起经过了第二预定时间(S226)。该判定是基于以接收来自高频电源102的信号及来自驱动电路105的信号等为触发而计测的经过时间来进行的。另外，第二预定时间是指，等离子体头18的整个表面冷却至即使用户接触等离子体头18的表面也没有妨碍的程度的温度(例如，40℃附近的温度)所需的时间(例如20分钟)。

在此，在从一对电极24、26间的放电及加热器83的加热停止起经过了第二预定时间的情况下(S226为“是”)，进行第四通知处理S228。在该处理中，在显示装置115的画面上显示等离子体头18的冷却异常的消息。进而，等离子体头18的冷却异常的消息通过通信部107的网络通信，被发送到管理大气压等离子体发生装置10的管理者的终端或者大气压等离子体发生装置10的供应商运营的服务台的终端。另外，在这些消息中，追加了即使从停止一对电极24、26间的放电及加热器83的加热起经过了第二预定时间，等离子体头18的表面温度(准确而言，加热器83的温度)也不会成为预定温度以下。之后，等离子体头冷却方法210结束。

与此相对，在从一对电极24、26间的放电及加热器83的加热停止起未经过第二预定时间的情况下(S226为“否”)，返回上述S212的判定处理。

之后，如上所述，在由热电偶92计测出的加热器83的温度比预定温度高的情况下(S212为“否”)，继续由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体的供给(S214)，在由热电偶92计测出的加热器83的温度为预定温度以下的情况下(S212为“是”)，等离子体头冷却方法210结束。

这样，等离子体头冷却方法210基于作为等离子体头18的温度而使用的加热器83的温度(由热电偶92计测的温度)，设想等离子体头18的表面温度降低到即使用户接触等离子体头18的表面也没有妨碍的程度的温度(例如，40℃附近的温度)，结束等离子体头18的冷却。

根据以上所述，大气压等离子体发生装置10通过执行等离子体头冷却方法210，能够进行实现了维护性的提高的等离子体头18的适当冷却。

另外，本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变更。

例如，大气压等离子体发生装置10也可以具备能够计测加热器83的温度或在气体管82内流动的气体的温度的其他传感器、例如热敏电阻或红外线传感器等来代替热电偶92。

另外，大气压等离子体发生装置10也可以代替由电力供给装置108加热的加热器83而具备由液体或气体等高温流体加热的加热器。在这样的情况下，通过控制高温流体的温度、流量来调节加热器的温度。

另外，在等离子体头冷却方法210结束时，由处理气体供给装置74进行的处理气体的供给和由加热用气体供给装置86进行的气体的供给可以继续，也可以不继续。

另外，等离子体头冷却方法210也可以在热电偶92的测温接点92A例如埋入等离子体头18的主壳体30的状态下执行。在这样的情况下，等离子体头冷却方法210能够应用于包括加热器83在内的加热气体喷出装置14未装备于等离子体头18的情况。

顺带一提，在本实施方式中，大气压等离子体发生装置10是等离子体发生装置的一例。处理气体供给装置74和加热用气体供给装置86是气体供给装置的一例。热电偶92是温度传感器的一例。显示装置115是通知装置的一例。冷却处理S214是冷却工序的一例。第一通知处理S216、第二通知处理S220、第三通知处理S224及第四通知处理S228是通知处理的一例。在S226的判定中使用的第二预定时间是预定时间的一例。

附图标记说明

10 大气压等离子体发生装置

16 控制装置

18 等离子体头

24 电极

26 电极

74 处理气体供给装置

83 加热器

86 加热用气体供给装置

92 热电偶

115 显示装置

210 等离子体头的冷却方法

S214 冷却处理

S216 第一通知处理

S220 第二通知处理

S224 第三通知处理

S228 第四通知处理

Claims (7)

1.一种等离子体发生装置，具备：

等离子体头，放出被等离子体化的等离子体气体；

气体供给装置，将成为所述等离子体气体的气体供给至所述等离子体头；

一对电极，设置于所述等离子体头，对从所述气体供给装置供给的所述气体的一部分进行放电而成为所述等离子体气体；

温度传感器，设置于所述等离子体头并计测所述等离子体头的温度；及

控制装置，

所述控制装置执行如下冷却处理：在使所述一对电极的放电停止之后，使所述气体供给装置持续供给所述气体来进行所述等离子体头的冷却，直至所述温度传感器计测到预定值以下的温度为止。

2.根据权利要求1所述的等离子体发生装置，其中，

所述等离子体发生装置具备加热器，所述加热器设置于所述等离子体头，对从所述气体供给装置供给的所述气体的一部分进行加热而成为高温气体，

所述等离子体头将所述高温气体与所述等离子体气体一起放出，

所述温度传感器在所述放电停止前计测所述高温气体的温度，并且在所述放电停止后计测所述加热器的温度作为所述等离子体头的温度，

所述控制装置除了所述放电的停止以外，还在停止由所述加热器进行的加热之后执行所述冷却处理。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体发生装置，其中，

所述等离子体发生装置具备通知装置，

所述控制装置在所述等离子体头的冷却期间，执行通过所述通知装置来通知正在进行所述等离子体头的冷却的通知处理。

4.根据权利要求1或2所述的等离子体发生装置，其中，

所述等离子体发生装置具备通知装置，

所述控制装置在所述等离子体头的冷却期间，在所述气体供给装置对所述气体的供给异常停止时，执行通过所述通知装置来通知所述等离子体头的冷却异常的通知处理。

5.根据权利要求2所述的等离子体发生装置，其中，

所述等离子体发生装置具备：

通知装置；及

气体管，在内部设置有所述加热器，

所述温度传感器是设置于所述气体管的热电偶，

所述控制装置在所述等离子体头的冷却期间，在所述热电偶表示异常时，执行通过所述通知装置来通知所述等离子体头的冷却异常的通知处理。

6.根据权利要求1或2所述的等离子体发生装置，其中，

所述等离子体发生装置具备通知装置，

所述控制装置在所述等离子体头的冷却期间，在使所述一对电极的放电停止后经过预定时间时，执行通过所述通知装置来通知所述等离子体头的冷却异常的通知处理。

7.一种等离子体头冷却方法，是具备等离子体头的等离子体发生装置的等离子体头冷却方法，所述等离子体头具有一对电极，被供给气体而放出通过所述一对电极的放电使所述气体的一部分被等离子体化的等离子体气体，

所述等离子体头冷却方法具备如下冷却工序：在使所述一对电极的放电停止之后，持续供给所述气体来进行所述等离子体头的冷却，直至所述等离子体头成为预定值以下的温度为止。

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