CN215268830U - 一种手持式等离子体装置的设计 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种手持式等离子体装置，该装置包括：阻挡介质，电极，外壳，高压导线，升压模块，低压导线，激发开关，保险电阻、电池座，可充电锂电池、保险总开关、充电电路板以及USB接口。可充电锂电池通过保险总开关及激发开关控制与升压模块低压端的连接；升压模块的高压端连接电极；电极外有一层很薄的石英介质用作阻挡介质。该装置打开保险总开关，将被处理物略微接近装置的阻挡介质端，打开激发开关即可将附近的空气电离，产生等离子体，电流小、产热低，适用对于人体等特殊对象进行处理。本实用新型能解决现有空气等离子体装置体积庞大、结构复杂、必须接地等诸多问题，对杀菌消毒等行业提供一定的便利。

Description

一种手持式等离子体装置的设计

技术领域

本实用新型涉及一种新的手持式等离子体装置的设计，可用于处理物体表面、杀菌消毒等技术领域。

背景技术

等离子体大致分为低温等离子体与高温等离子体，其中低温等离子体是指在大气压下产生的等离子体，其中的能量主要集中在电子之中，电子温度可达数万度，而离子和中性粒子等大型微粒的温度却很低，最终形成宏观温度较低的低温等离子体。近年来，低温等离子体技术得到飞速发展及应用。目前国内外对于低温等离子体的产生方式大致分为介质阻挡放电、射流放电、微波放电等。但由于传统的低温等离子体放电装置体系复杂，对其进行整体化、小型化改进显得很有必要。

为了对装置整体进行小型化和手持式的改进，相关研究人员考虑发明手持式的等离子体装置。专利公布号为CN 202551483 U的专利报道了一种手持式等离子体电筒，该装置利用小型升压器将低压直流电压升高调制成所需要的波形，利用喷嘴产生均匀的等离子体束，并将人体作为导地路径实现接地。工作过程中人体可以直接接触，总的来说实现了激发装置的手持形式。但是其结构采用喷嘴产生的射流形式，有效处理面积受限于所产生的等离子体射流面积。而射流面积一般较小，故而存在处理大面积物体时处理时间较长等问题。专利公布号为CN 103083811 A的专利报道了一种用于杀菌消毒方面的等离子体手电筒，直流电压经震荡模块与升压模块转换为高压交流电进而激发等离子体。该发明也采用了等离子体射流的形式，其特征在于电极采用了并列的微空心结构，增大了有效处理面积，但是采用阵列射流应当考虑到射流间的相互影响，可能存在互相抑制的现象发生。专利公布号为CN 106310524 A的专利报道了一种手持式等离子体美容装置，其特征在于采用金属网与多孔板将被处理皮肤表面与多孔板之间的空气进行电离，放电形式采用板式介质阻挡放电，产生等离子体处理人体皮肤，处理面积较大，且也比较安全。但需要使用专门的高压线与地线，接地的问题便显得比较重要。

综上可知，目前对于等离子体装置的研发主要集中于手持式等离子体装置形式。其中采用的放电形式主要是低温等离子体射流，也有板式介质阻挡放电形式。相对而言板式介质阻挡放电形式有着处理面积较大的优势，但上述所提到的形式有着接地等不便因素。因此研发处理面积较大且结构简单的小型化等离子体装置具有较高的实用意义及工业应用价值。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种以浮动电极介质阻挡结构为基础的手持式等离子体装置，相比之前所提到的一些装置，本装置可在大气压下产生低温等离子体，快速、均匀地对大面积物体表面进行处理，且不需要接地，可以随时充电，总体质量较轻，成本较低。

本实用新型提供一种手持式等离子体装置，该结构包括：

阻挡介质，电极，外壳，高压导线，升压模块，低压导线，激发开关，保险电阻、电池座，可充电锂电池、保险总开关、充电电路板以及USB接口。其特征在于：电池座、升压模块及电极均置于外壳内部，并由内部凹槽配合胶黏剂固定位置；

可充电锂电池置于外壳内，并由电池座固定位置；升压模块的高压端与电极相连接；升压模块的低压端与激发开关及电池座相连接；电池座外接充电电路板及USB接口用于充电使用；电极设置在外壳头部并由内部凹槽所固定位置；阻挡介质紧贴在铜电极表面。

电极前端为不高于φ30mm，长度不高于5mm的圆柱，用作直接放电部分；电极中间部分为不高于φ15mm，长度不高于10mm的圆柱，可以节约材料且与前端部分共同起到定位作用。电极后面部分为不低于φ6mm，长度不高于5mm的棒状尾端用作缠绕导线；电极材料可以为铜、不锈钢、合金等多种导电材料；阻挡介质为低于1mm厚度的介质，外径应大于铜电极作用面积，具体而言应当不低于φ40mm。阻挡介质材料应为石英或介电常数小于石英的材料。

所述的外壳采用聚四氟乙烯或者树脂等绝缘材料制造；装置的手持部分为外壳中后部，可制成圆柱形、扁圆形、方体形等多种外形；外壳采用对半分开，便于将相关构件装配，配合时采用卡槽将两半结合；外壳凹槽用作定位，可制成阶梯状的圆柱槽、方槽；外壳凹槽位置由前到后依次分别为介质槽、电极槽、升压模块槽、电池槽以及充电槽。所述的充电电路板采用TP-4056 充电电路，充电电压为不低于4.2V；充电电路板与电池座紧密相连，以实现电池充电；USB接口可以采用micro-USB接口、圆形接口、通用USB接口； USB接口直接镶嵌固定在充电电路板中，以胶黏剂固定位置；USB接口尾部应当与装置尾部相平齐，防止出现磨损和充电不便等问题。作为本实用新型的进一步改进，还包括导线、保险电阻：与高压端相连接的导线采用可耐高压铜导线等多种材料的导线，耐受范围应当不低于2000V，表面应当采用厚绝缘材料包裹；与低压端相连接的导线可采用常规导线，导线材料可为铜等多种材料；保险电阻能确保过载时及时保护电路，可采用熔断电阻丝等多种方式。

本实用新型的有益效果为：可以通过使用可充电锂电池提供能量，通过小型升压模块与悬浮电极产生可触摸的低温等离子体，用于处理物体表面。与现有技术相比，本实用新型使用可充电锂电池作为能源，方便安全，便携可更换；利用被处理表面直接接地，无需使用地线；有效处理面积较射流形式大幅提升；产生的等离子体温度较低，对人体无损伤。此外，本实用新型装置整体结构简单、操作简便、可靠性高，对环境适应性强，非常便于大众使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种手持式等离子体装置结构总体示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种手持式等离子体装置的内部结构具体示意图；

图3为本实用新型装置的电极的结构图；

图4为本实用新型实施例所述的一种手持式等离子体装置实际应用时的总体原理图；

图中，

1、阻挡介质；2、电极；3、外壳；4、高压导线；5、升压模块；6、低压导线；7、激发开关；8、保险电阻；9、电池座；10、可充电锂电池；11、保险总开关；12、充电电路板；13、USB接口。

具体实施方式

下面通过具体的实例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

如图1、图2和图3所示，本实用新型实施例所述的是一种手持式等离子体装置，该装置包括：

阻挡介质(1)，电极(2)，外壳(3)，高压导线(4)，升压模块(5)，低压导线(6)，激发开关(7)，保险电阻(8)、电池座(9)，可充电锂电池 (10)、保险总开关(11)、充电电路板(12)以及USB接口(13)。

根据图2，具体实施中连接方式为：电池座(9)、升压模块(5)及电极 (2)均置于外壳(3)内部，并由内部凹槽配合胶黏剂固定位置；可充电锂电池(10)置于外壳(3)内，并由电池座(9)固定位置；升压模块(5)的高压端与电极(2)相连接；升压模块(5)的低压端与激发开关(7)及电池座(9)相连接；电池座(9)外接充电电路板(12)及USB接口(13)用于充电使用；电极(2)设置在外壳(3)头部并由内部凹槽所固定位置；阻挡介质(1)紧贴在铜电极(2)表面。

根据图4，展示了手持式等离子体装置应用时的原理，主要采用悬浮电极放电原理。电源产生3.7V直流电压，在开关全部闭合时，经过高压模块可以逆变升压，产生脉冲高压。脉冲高压输出端与电极部分连接，经过阻挡介质，以被处理表面为地电极，形成放电通道，激发产生等离子体。

实施：

在一种实施例中，提供了一种手持式等离子体装置，各部件具体选择如下：电极(2)前端为φ30mm，长度5mm的圆柱，用作直接放电部分；电极 (2)中间部分为φ15mm，长度10mm的圆柱；电极(2)后面部分为φ6mm，长度5mm的棒状尾端用作缠绕导线；具体电极(2)结构如图3所示；阻挡介质(1)为0.5mm厚度的介质，外径大于铜电极作用面积，为φ40mm的石英片。外壳(3)采用树脂绝缘型材料制造；装置的手持部分为外壳(3)的中后部，本例中制成圆柱形；外壳(3)采用对半分开，便于将相关构件装配，配合时采用卡槽将两半结合；外壳(3)凹槽用作定位，本例中制成阶梯状的圆柱槽；外壳(3)凹槽位置由前到后依次分别为介质槽、电极槽、升压模块槽、电池槽以及充电槽。所述的充电电路板(12)采用TP-4056充电电路，充电电压不低于4.2V；充电电路板(12)与电池座(9)紧密相连，以实现电池充电；本例USB接口(13)采用micro-USB接口；USB接口(13)直接镶嵌固定在充电电路板(12)中，以胶黏剂固定位置；USB接口(13)尾部应当与装置尾部相平齐，防止出现磨损和充电不便等问题。还包括导线、保险电阻(8)：与高压端相连接的导线(4)采用可耐高压铜导线，表面应当采用厚绝缘材料包裹；与低压端相连接的导线(6)采用常规导线，导线材料可为铜丝；可充电电池(10)为锂电池，输出电压为3.7V；升压模块(5)为方形结构；升压模块(5)的输入电压为直流电压，输出电压为脉冲电压；升压模块(5)的输出电压幅值约为2000V。

Claims (5)

1.一种手持式等离子体装置，包括阻挡介质(1)，电极(2)，外壳(3)，高压导线(4)，升压模块(5)，低压导线(6)，激发开关(7)，保险电阻(8)、电池座(9)，可充电锂电池(10)、保险总开关(11)、充电电路板(12)以及USB接口(13)，其特征在于：

所述电池座(9)、升压模块(5)及电极(2)均置于外壳(3)内部，并由内部凹槽配合胶黏剂固定位置；

所述可充电锂电池(10)置于外壳(3)内，并由电池座(9)固定位置；

所述升压模块(5)的高压端与电极(2)使用高压导线(4)相连接；

所述升压模块(5)的低压端与激发开关(7)及电池座(9)相连接，接入保险电阻(8)增加安全性；

所述电池座(9)外接充电电路板(12)及USB接口(13)用于充电使用；

所述电极(2)设置在外壳(3)头部并由内部凹槽所固定位置；

所述阻挡介质(1)紧贴在电极(2)表面。

2.根据权利要求1所述的手持式等离子体装置，其特征在于：

所述电极(2)前端为不高于φ30mm、长度不高于5mm的圆柱，用作直接放电部分；

所述电极(2)中间部分为不高于φ15mm、长度不高于10mm的圆柱；

所述电极(2)后面部分为不低于φ6mm、长度不高于5mm的棒状尾端用作缠绕导线；

所述电极(2)材料为铜、不锈钢或合金导电材料；

所述阻挡介质(1)为低于1mm厚度的介质，外径不低于φ40mm；

所述阻挡介质(1)采用石英或介电常数小于石英的介质材料制造。

3.根据权利要求1所述的手持式等离子体装置，其特征在于：

所述外壳(3)采用聚四氟乙烯绝缘材料制造；

所述装置的手持部分为外壳(3)的中后部，制成圆柱形、扁圆形或方体形；

所述外壳(3)采用对半分开，配合时采用卡槽将两半结合；

所述外壳(3)凹槽用作定位，制成阶梯状的圆柱槽、方槽；

所述外壳(3)凹槽位置由前到后依次分别为介质槽、电极槽、升压模块槽、电池槽以及充电槽。

4.根据权利要求1所述的手持式等离子体的装置，其特征在于：

所述充电电路板(12)采用TP-4056充电电路，充电电压不低于4.2V；

所述充电电路板(12)与电池座(9)紧密相连；

所述USB接口(13)采用micro-USB接口、圆形接口或通用USB接口；

所述USB接口(13)直接镶嵌固定在充电电路板中，以胶黏剂固定位置；

所述USB接口(13)尾部与装置尾部相平齐。

5.根据权利要求1所述的手持式等离子体装置，其特征在于：

所述与高压端相连接的高压导线(4)采用可耐高压铜导线，耐受范围不低于2000V，表面采用厚绝缘材料包裹；

所述与低压端相连接的低压导线(6)采用低压铜导线；

所述保险电阻(8)采用熔断电阻丝方式。

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