CN113438789A - 柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，包括：高频高压电源、多根等离子体消毒灭菌条和基材，基材是具有柔性的材料，等离子体消毒灭菌条与高频高压电源连接；多根等离子体消毒灭菌条以波浪线的方式并排到基材上；多根等离子体消毒灭菌条并联。本发明实施例提供了一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，将多个单根等离子体消毒灭菌条以波浪形的方式排列在基材上，增大了放电面积，可以提高消毒灭菌效率和效果，此外，本装置具有很大的柔性，可以处理任意形状的物体，实现消毒灭菌目的。

Description

柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置

技术领域

本发明涉及消毒灭菌技术领域，尤其涉及一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置。

背景技术

人们在日常生活中不可避免的会接触一些细菌和病毒，这些细菌和病毒会对人类的身体健康产生很大的影响。杀菌和消毒技术是现代生活中必需的技术，消毒是指用化学或物理方法杀灭或消除传播媒介上的病原微生物，使之达到无传播感染水平的处理，即不再有传播感染的危险，灭菌是指杀灭或去除外界环境中一切微生物的过程。

目前，消毒灭菌的方法主要包括化学和物理方法，化学消毒灭菌法则是利用具有强氧化性的化学药剂抑制微生物体内酶的活性，破坏微生物身体机能破坏，从而达到消毒灭菌的作用，常见的化学方法有氯化消毒灭菌、二氧化氯消毒灭菌以及臭氧消毒灭菌等，这些传统的化学方法处理效率低而且会造成环境的污染。物理方法是利用光照、热力、微波等物理方法使微生物体内的蛋白质发生凝聚或使微生物体内的核酸、酶发生变性，阻碍其新陈代谢，从而达到消毒灭菌的目的，常见的物理消毒方法有紫外线消毒灭菌、二氧化钛光催化消毒灭菌、膜分离消毒灭菌、等离子体消毒灭菌等方法。作为一种干式工艺，等离子体消毒灭菌具有高效无污染的特点，如何实现大规模应用是一个值得不断深入研究的问题。

辉光放电等离子体具有温度低，密度大，放电均匀性好，能耗小，处理效率高等特征，是较为理想的用于消毒灭菌的等离子体生成方式。

在目前大多数研究中，由于放电间隙的存在，等离子体消毒灭菌装置大多具有固定的结构，不能根据被处理物体的形状而改变装置的形状，给处理一些特殊物体带来了不便，降低了处理效率，由于不能使装置与物体完全接触，因此处理效果也不能得到保障。

另外，在大气压空气中进行消毒灭菌的等离子体装置，由于空气中氧气的存在，会使放电产生等离子体的同时也产生大量的臭氧，臭氧浓度的过高会对人体造成伤害。这就要求我们在产生等离子体进行消毒灭菌的同时，又要减少臭氧排放。

发明内容

本发明的实施例提供了一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，以克服现有技术的缺陷。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，包括：高频高压电源、多根等离子体消毒灭菌条和基材，所述基材是具有柔性的材料，所述等离子体消毒灭菌条与高频高压电源连接；

多根所述等离子体消毒灭菌条以波浪线的方式并排到所述基材上；

多根等离子体消毒灭菌条并联。

优选地，所述等离子体消毒灭菌条包括：高压电极、绝缘材料和负载有催化剂接地电极，所述高压电极外套有绝缘材料，所述接地电极以螺旋方式缠绕在绝缘材料外侧；

所述高压电极通过引线与高频高压电源连接，所述接地电极通过引线与大地相连。

优选地，所述高压电极为金属材料，具有柔性，可任意弯曲。

优选地，所述绝缘材料为聚四氟乙烯。

优选地，所述接地电极材料为碳纤维。

优选地，所述碳纤维表面具有纳米级微孔，所述微孔用于吸附催化剂。

优选地，所述催化剂为二氧化钛或二氧化锰，粒子直径为纳米级。

优选地，所述柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置贴附在被处理物体的表面或将被处理物体置于所述装置中。

由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，电极为接触式电极，电极材料采用碳纤维材料，该材料场致发射阈值较低，场致发射提供初始电子，降低了起始放电电压和平均电场强度，同时利用该材料抑制二次电子发射的性质，可实现单侧介质阻挡放电，有效降低起始放电电压，从而降低能量损耗。由于在碳纤维材料的接地电极上附着了一定比例的催化剂，因此可以明显降低臭氧的产生，消除了臭氧对于人体的危害。将多个单根等离子体消毒灭菌条以波浪形的方式排列在基材上，增大了放电面积，可以提高消毒灭菌效率和效果。由于基材为柔性材料，使得本发明具有很大的柔性，可以处理任意形状的物体，例如将该装置裹在一些不规则物体表面进行处理；对于两个面的物体，如衣服、纸币、钥匙、人的手部，可以将这些物体平铺在两片面状的装置之间，而且使上下两个面状装置中的等离子体消毒灭菌条垂直放置，可以提高处理效率和处理效果。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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为本发明实施例提供的一种等离子体消毒灭菌条的电极结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

本发明实施例提供了一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，如图1-2所示，包括：高频高压电源1、高压电极2、绝缘材料3、接地电极4和一定面积的基材5，高压电极2通过引线与高频高压电源1连接，接地电极4通过引线与大地相连。

如图1所示，高压电极2为金属材料，一般为铜，细圆柱体结构，直径在 0.4mm-1mm之间，由于直径较小，高压电极具有柔性，电极可以任意弯曲。在高压电极上包有一层绝缘材料3，壁厚一般为0.2mm，绝缘材料为聚四氟乙烯，紧密包裹在高压电极2上。接地电极4的材料上负有一定比例的催化剂，接地电极4以螺旋方式缠绕在包有绝缘材料的高压电极外侧，二者之间形成紧密接触。高压电极2、绝缘材料3和负载有催化剂的接地电极4构成了一个螺旋接触电极的等离子体消毒灭菌条。

其中，接地电极4采用碳纤维材料，由于碳纤维具有高吸附性，且表面分布着纳米级的微孔，因此在本装置在碳纤维表面附着了一定比例的催化剂，单个催化剂粒子直径为纳米级，催化剂种类一般采用二氧化钛或二氧化锰。在一般放电产生等离子体的过程中，由于空气中含有大量氧气，因此会产生大量的臭氧，对人体造成危害，本装置在微孔碳纤维表面加入催化剂之后，会使臭氧生成量大大减少。当对该电极施加的电压达到放电电压时，会首先在接触点产生放电，然后迅速扩散到整个电极表面，并产生大量的高能量电子以及OH、O等活性粒子，这些高能电子和活性粒子作用到细菌和病毒上，将其杀死。

如图2所示，将多根等离子体消毒灭菌条以波浪线形状固定在一定面积的长方形的基材上。本装置的基材选用玻璃纤维编织，具有很强的柔性。将所有高压电极的引线连接后接到高频高压电源1的输出端，将所有接地电极的引线连接后与大地相连。

通过调压器调节高频高压电源输出电压达到放电电压后，在放电区域内生成辉光放电等离子体，由于等离子体中存在大量的高能电子以及活性离子，将装有大量等离子体灭菌条的基材紧密贴在被需要进行消毒灭菌的物体上或将需要进行消毒灭菌的物体置于本装置中并紧密接触，从而达到消毒灭菌目的。

当对立体的，不规则形状的物体(如水杯)进行消毒灭菌时，只需将该面状的消毒灭菌装置贴附在被处理物体的表面，此装置表面产生的辉光放电等离子体和大量活性粒子，达到消毒灭菌处理效果。

当对面状的物体(如纸币，衣服、手部)进行表面消毒灭菌时，可以将被处理物体放于两片柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置之间，上下装置的等离子体消毒灭菌条垂直布置，从而更高效、效果更好的对所需物体进行处理。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置，其特征在于，包括：高频高压电源、多根等离子体消毒灭菌条和基材，所述基材是具有柔性的材料，所述等离子体消毒灭菌条与高频高压电源连接；

多根所述等离子体消毒灭菌条以波浪线的方式并排到所述基材上；

多根等离子体消毒灭菌条并联。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述等离子体消毒灭菌条包括：高压电极、绝缘材料和负载有催化剂接地电极，所述高压电极外套有绝缘材料，所述接地电极以螺旋方式缠绕在绝缘材料外侧；

所述高压电极通过引线与高频高压电源连接，所述接地电极通过引线与大地相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述高压电极为金属材料，具有柔性，可任意弯曲。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述绝缘材料为聚四氟乙烯。

5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接地电极材料为碳纤维。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述碳纤维表面具有纳米级微孔，所述微孔用于吸附催化剂。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述催化剂为二氧化钛或二氧化锰，粒子直径为纳米级。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述柔性大面积辉光放电等离子体消毒灭菌装置贴附在被处理物体的表面或将被处理物体置于所述装置中。

Images