WO2021197961A1 - Vorrichtung zur erzeugung einer gasentladung - Google Patents

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WO2021197961A1
WO2021197961A1 PCT/EP2021/057561 EP2021057561W WO2021197961A1 WO 2021197961 A1 WO2021197961 A1 WO 2021197961A1 EP 2021057561 W EP2021057561 W EP 2021057561W WO 2021197961 A1 WO2021197961 A1 WO 2021197961A1
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voltage assembly
voltage
gas discharge
low
generating
Prior art date
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PCT/EP2021/057561
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English (en)
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Thomas Andres
Dominik Burger
Florian Hoppenthaler
Original Assignee
Relyon Plasma Gmbh
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/2475—Generating plasma using acoustic pressure discharges
    • H05H1/2481—Generating plasma using acoustic pressure discharges the plasma being activated using piezoelectric actuators
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H2245/00—Applications of plasma devices
    • H05H2245/30—Medical applications
    • H05H2245/34—Skin treatments, e.g. disinfection or wound treatment

Definitions

  • the present invention relates to a device for generating a gas discharge, for example for generating a non-thermal atmospheric pressure plasma.
  • the object of the present invention is now to specify an improved device for generating a gas discharge.
  • the device should preferably make it possible for a control unit to be able to provide an optimal control signal for the respectively desired gas discharge.
  • a device for generating a gas discharge which has a low-voltage assembly and a high-voltage assembly.
  • the low-voltage assembly has a control unit.
  • the high-voltage assembly has a transformer and a storage element.
  • the low-voltage assembly and the high-voltage assembly can be connected to one another by a releasable connection, the releasable connection being an electrical and mechanical connection between the in a closed state
  • Low-voltage assembly and the high-voltage assembly forms.
  • the device is designed in such a way that, in the closed state of the releasable connection, information that is stored in the memory element is transmitted to the control unit.
  • the control unit can be designed to apply a control signal to the transformer.
  • the information transmitted to the control unit can make it possible for the control unit to apply a control signal optimized for the respective high-voltage assembly.
  • the information stored in the memory element, which can be transmitted to the control unit, makes it possible to identify the high-voltage assembly. As a result, an optimal interaction between the low-voltage assembly and the high-voltage assembly can be guaranteed.
  • the control unit can select a suitable signal as an input signal for the transformer. Accordingly, it is possible to dispense with the need for a user to manually select the input signal that is applied to the high-voltage assembly by the control unit. As a result, the risk of incorrect operation can be minimized and the operational reliability of the device can be increased.
  • the low-voltage assembly and the high-voltage assembly can be structurally separated in two sub-units of the device. As a result, the components to which a high voltage can be applied can differ from the other components of the Device be separated.
  • the high-voltage assembly can be designed to ensure particularly good protection against environmental influences such as dust or moisture.
  • the high-voltage assembly can also provide shielding for the components arranged in it, in particular the transformer. Since there is no high voltage in the low-voltage assembly, the requirements for shielding and / or protection against environmental influences may be lower in the low-voltage assembly.
  • a device can be constructed in which the entire device does not have to meet the high requirements regarding environmental influences or in which the entire device does not have to be shielded, but in which it is sufficient that
  • the two assemblies can be separated from one another. Accordingly, the assemblies can be exchanged independently of one another.
  • the high-voltage assembly can show signs of aging in the transformer and can be disconnected from the low-voltage assembly after its maximum operating time has elapsed.
  • the low-voltage assembly can continue to be used with a new high-voltage assembly.
  • a low-voltage assembly An assembly in which only a low voltage is present can be referred to as a low-voltage assembly. Any voltage up to 1000 V, for example, can be used as the low voltage are designated.
  • a high-voltage subassembly can be referred to as a subassembly which has components which are designed to convert the low voltage into a high voltage. Any voltage greater than 1000 V, for example, can be referred to as high voltage.
  • the memory element can be a non-volatile memory module. Correspondingly, information that is stored in the memory element can also be retained when the device is switched off.
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory is particularly well suited for applications in which individual data bytes have to be changed at longer intervals and saved in a non-volatile manner, for example in the case of configuration data or operating hours counters.
  • the releasable connection can have a data bus which is designed to transmit information from the memory element to the control unit. If the releasable connection is closed and / or the device is switched on, the data stored in the memory element can be called up by the control unit and transmitted to the control unit.
  • Information on operating parameters of the high-voltage assembly can be stored on the memory element.
  • the control unit can take this information about the operating parameters into account when selecting the appropriate input signal.
  • To the operating parameters may include, for example, a type of discharge desired, an age of the transformer used, a type of discharge structure, and a type of encapsulation of the transformer.
  • information on the maximum operating time of the high-voltage module and / or on the operating time of the high-voltage module that has already taken place can be stored on the memory element. On the basis of this information, it is possible, for example, to determine an operating time that is still to be expected. In this way, a user can be warned sufficiently early before the end of the expected operating time. Furthermore, aging phenomena of the transformer can be foreseen on the basis of this information and taken into account when the transformer is activated.
  • information for identifying the high-voltage assembly can be stored on the memory element. This enables component tracking to be made possible.
  • the control unit can be configured to select a signal for controlling the transformer on the basis of information that is stored on the memory element.
  • control unit controls each high-voltage assembly with an input signal optimized for the respective high-voltage assembly.
  • an amplitude and / or a frequency of the signal for controlling the transformer can be selected on the basis of information that is stored on the memory element.
  • control unit can be designed to check compatibility of the high-voltage assembly and the low-voltage assembly with one another on the basis of information stored on the memory element. In this way, a combination of incompatible assemblies can be prevented and user safety can be increased.
  • Information relating to parameters for regulating electronics of the control unit and / or a function of the exchangeable module and / or quality-relevant events can be stored on the memory element.
  • the releasable connection can be a plug connection. Alternatively, it can be a screw or bayonet connection, for example.
  • the releasable connection can be designed in such a way that a force threshold has to be overcome in order to release the connection, so that inadvertent release of the connection is avoided.
  • the releasable connection can be designed such that when the connection is closed, both an electrical and a mechanical contact is made between the high-voltage assembly and the low-voltage assembly.
  • the transformer can be a piezoelectric transformer. In particular, it can be a Rosen-type transformer.
  • the low-voltage assembly can have a housing.
  • the high-voltage assembly can have a cartridge in which the transformer is arranged.
  • the housing and the cartridge can be latched or clamped to one another by the releasable connection.
  • the device can be a plasma generator, an ionizer, an ozone generator and / or a gas discharge structure. The relevant information can be stored in the memory element.
  • the application relates to an arrangement which has a device and a further high-voltage assembly with a further storage element.
  • the low-voltage assembly of the device can be configured to be connected to the high-voltage assembly of the device and to the further high-voltage assembly. At any given point in time, only one of the high-voltage assemblies can be connected to the low-voltage assembly.
  • the device can be configured to provide information for identifying the high-voltage assembly connected to the low-voltage assembly to the control unit via the memory element or the further memory element.
  • the control unit can apply different input signals to the high-voltage assemblies.
  • the high-voltage assembly can be an interchangeable module. Accordingly, several different high-voltage assemblies or cartridges can be provided, wherein the low-voltage assembly can be interchangeably connected to one high-voltage assembly or cartridge.
  • FIG. 1 and 2 show schematically a device for generating a gas discharge.
  • FIG. 3 shows a device according to a first exemplary embodiment in a perspective view.
  • FIGS. 4 and 5 show a device according to a second exemplary embodiment, the housing of the low-voltage assembly not being shown in FIG. 5 for visualization purposes.
  • FIG. 6 shows an arrangement having a low-voltage assembly and two high-voltage assemblies.
  • Figures 1 and 2 each show schematically a device for generating a gas discharge.
  • the device has a low-voltage assembly 1 and a
  • High-voltage assembly 2 on.
  • the components of the low-voltage assembly 1 and the high-voltage assembly 2 are shown, which are designed to exchange information with one another.
  • the low-voltage assembly 1 has a housing 3. All elements of the low-voltage assembly 1 can be arranged in the housing 3. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the low-voltage assembly 1 has a connection 4 for a mains supply 5. Alternatively, the
  • Low-voltage assembly 1 also have a battery or an accumulator, which are used as a voltage source.
  • the rechargeable battery or the battery can be arranged in the housing 3.
  • a control unit 6 is arranged in the housing 3.
  • the control unit 6 can have a driver module and / or control electronics.
  • the control unit 6 can be, for example, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or a printed circuit board on which the control electronics are formed.
  • the control unit 6 is designed to control a transformer 7 in the high-voltage assembly 2.
  • the control unit 6 is designed to apply an input signal to the transformer 7 when a detachable connection 9 is closed.
  • the input signal is an AC voltage signal.
  • the control unit 6 is designed to suitably select an amplitude and a frequency of the input signal.
  • the control can have a resonance control, a phase control, an amplitude control, a power control, a pulse width modulation or a pulsed operation. It is also possible to monitor the operating state on the high-voltage side using the high-frequency signal components that arise during discharge ignition.
  • the low-voltage assembly 1 also has two output contacts 8a, 8b.
  • a low voltage can be provided at the output contacts 8a, 8b.
  • the output contacts 8a, 8b are connected to the mains supply 5 via the control unit 6.
  • the control unit 6 can also be designed to read in data via the output contacts 8a, 8b that are provided by the high-voltage assembly.
  • the housing 3 of the low-voltage assembly 1 has a releasable connection 9, indicated schematically in FIG. 1.
  • the releasable connection can be, for example, a plug connection or a bayonet connection.
  • the releasable connection 9 makes it possible to mechanically connect the low-voltage assembly 1 to the
  • Low-voltage assembly 1 and the input contacts 10a, 10b of the high-voltage assembly 2 are closed.
  • the voltage provided at the output contacts 8a, 8b of the low-voltage module 1 can be transmitted to the high-voltage module 2 when the connection 9 is closed.
  • data can be shared between the
  • the detachable connection 9 can form a data bus via which information stored in a memory element 13 can be communicated to the control unit 6.
  • the releasable connection 9 can in particular be configured such that the low-voltage assembly 1 and the high-voltage assembly 2 lock with one another. Alternatively, the low-voltage assembly 1 and the high-voltage assembly 2 can be clamped to one another when the connection 9 is closed.
  • the releasable connection 9 is designed in such a way that the high-voltage assembly 2 rests directly on the housing 3 of the low-voltage assembly 1 when the releasable connection 9 is closed.
  • the high-voltage assembly 2 has the input contacts 10a, 10b already mentioned.
  • the high-voltage assembly 2 also has the transformer 7.
  • the input contacts 10a, 10b are connected to the transformer 7.
  • the transformer 7 is designed to convert a low voltage applied to it into a high voltage.
  • the high voltage generated by the transformer 7 is used for gas discharge, for example for plasma generation.
  • the transformer 7 can be a piezoelectric transformer, for example.
  • the high-voltage assembly also has a storage element 13.
  • the memory element 13 can be a non-volatile memory.
  • the memory element 13 can be used to store smaller amounts of data in the high-voltage assembly 2, the data stored in the memory element 13 being retained even when the supply voltage is not applied.
  • Low-voltage assembly 1, in particular to the control unit 6, are transmitted.
  • the control unit 6 can be designed to take into account the information stored in the memory element 13 when the transformer 7 is activated.
  • the device can be designed in such a way that the low-voltage assembly 1 can be connected to different high-voltage assemblies 2, the high-voltage assemblies 2 differing from one another, for example in their respective discharge structure 12.
  • the information stored in the memory element 13 can be used to identify the high-voltage assembly 2 used in each case .
  • the control unit 6 can be designed to provide different input signals when connected to different high-voltage assemblies 2.
  • the signals that can be applied by the control unit 6 can differ from one another in terms of their amplitude and / or their frequency.
  • a gas discharge in the form of a corona discharge or a dielectric barrier discharge can be generated.
  • different input signals can be applied to the high-voltage assembly 2.
  • Operating parameters can be stored in the memory element 13, on the basis of which the control unit 6 can select an input signal that is optimal for the respective high-voltage assembly 2. These operating parameters can include, for example, the type of discharge structure 12, component-specific information relating to the transformer 7 or the type of discharge.
  • information that enables identification of the high-voltage assembly 2 can be stored on the memory element 13. This enables component tracking to be made possible.
  • a maximum expected operating time for the high-voltage assembly 2 can be stored on the memory element 13.
  • information on the operating time that has already taken place can be stored on the storage element 13
  • High-voltage assembly 2 be stored. By comparing these two pieces of information, the minimum operating time that can still be expected can be determined. If the information relating to the operating time that has already taken place is transmitted from the storage element 13 to the control unit 6, the control unit 6 can be configured to take into account and compensate for aging effects of the transformer 7 when the transformer 7 is activated.
  • Low voltage assembly 1 is compatible. For example, in a system having several different low-voltage assemblies 1 and several different high-voltage assemblies 2, not each of the high-voltage assemblies 2 with each of the
  • Low-voltage assemblies 1 be compatible.
  • a compatibility check can be carried out on the basis of the information stored in the memory element 13.
  • the high-voltage assembly can have a cartridge 11.
  • the transformer 7 and the storage element 10 are arranged in the cartridge 11.
  • the cartridge 11 has the input contacts 10a, 10b.
  • the input contacts 10a, 10b are arranged on an outside of the cartridge 11.
  • the cartridge 11 is designed to be plugged into the low-voltage assembly 1.
  • the cartridge 11 also has a discharge structure 12. If a high voltage is generated at the piezoelectric transformer 7, the discharge structure 12 influences the resulting electric field and in this way the shape of a generated gas discharge or plasma discharge is determined in advance. Various discharge structures 12 are discussed later. Depending on the used
  • the high-voltage assembly 2 can be designed to trigger gas discharges, for example plasma ignitions, in various forms, e.g. punctiform or flat.
  • the discharge structure 12 can also determine the type of gas discharge, for example plasma ignition by a dielectric barrier discharge or plasma ignition by a corona discharge.
  • the discharge structure 12 is arranged at the end of the cartridge 11 which faces away from the input contacts 10a, 10b.
  • the cartridge 11 can be hermetically sealed. If the cartridge 11 is closed, the high-voltage assembly 2 can be configured to generate gas discharges by plasma ignition by means of a dielectric barrier discharge.
  • the dielectric barrier discharge can be an alternating voltage gas discharge in which at least one of the electrodes is isolated from the gas space by galvanic separation by means of a dielectric is.
  • the discharge structure 12 can be coated by a dielectric layer. Plasma is ignited by a dielectric barrier discharge.
  • a counter electrode can be provided which is coated with a dielectric layer.
  • the cartridge 11 can have an open end, via which the transformer is in direct contact with an environment.
  • the transformer 7 is designed to generate plasma by means of a corona discharge.
  • the discharge structure 12 can have a metallization that is applied to an outside of the cartridge 11.
  • the metallization of the discharge structure 12 can change the course of an electric field that is generated by the transformer and thereby influence the type of plasma cloud generated by the device.
  • the discharge structures 12 can have an element protruding from the cartridge 11.
  • the protruding element may comprise a conductive material such as a metal.
  • the protruding element can be needle-shaped or flat.
  • the protruding element can have further structures, for example bristles.
  • the shape of the above element influences the field distribution of the electric field. If, for example, the protruding element tapers to a point, a strong field increase occurs at the tip of the protruding element and gas is discharged at this point in a punctiform manner.
  • the cartridge 11 can have a device for supplying a process gas.
  • the process gas can be, for example, air or a noble gas, for example argon.
  • the transformer 7 is encapsulated in the high-voltage assembly 2 in the cartridge 11. As a result, the transformer 7 is protected against dust, moisture and corrosion. In addition, the cartridge 11 provides a shield for the high-voltage components, in particular the transformer 7. This allows undesired parasitic discharges to be avoided.
  • the high-voltage assembly 2 can be separated from the low-voltage assembly 1 by releasing the detachable connection 9. Depending on the design of the releasable connection 9, a force threshold or a defined movement, for example a combined twisting and pulling movement, is required for this purpose.
  • the high-voltage assembly 2 can then be replaced by another high-voltage assembly that is connected to the low-voltage assembly 1.
  • the other high-voltage assembly can differ from the first high-voltage assembly 2, for example, by the discharge structure 12. Accordingly, a single low-voltage assembly 1 can be used in order to generate different types of gas discharges by connecting different high-voltage assemblies 2 with different discharge structures 12 to the low-voltage assembly 1.
  • the piezoelectric transformer 7 is a mechanically oscillating component and should therefore be decoupled from the environment, for example by elastic mounting. This can preferably be solved by elastic potting.
  • the transformer 7 is preferably cast in one piece with the discharge structure 12.
  • the transformer 7 can be replaced in a simple manner by means of an exchangeable high-voltage assembly 2. Replacing the high-voltage assembly 2 thus makes it possible to continue using the low-voltage assembly 1.
  • the arrangement of the transformer 7 in the cartridge 11 enables a compact design of the high-voltage assembly 1.
  • a simple structure is constructed.
  • the cartridge 11 is robust against damage and interference such as dust, moisture, etc.
  • the high-voltage assembly 2 and the low-voltage assembly 1 each form functional and mechanically firmly integrated subunits of the device.
  • the compact design of the high-voltage assembly 2 in a cartridge 11 makes it possible to limit cable lengths to a minimum. Due to the very short cables used, impedance can be minimized.
  • the compact design of the high-voltage assembly 2 also makes it possible to arrange the discharge structure 12 in the immediate vicinity of the piezoelectric transformer 7 and, under certain circumstances, to completely dispense with the connection cables on the high-voltage side.
  • FIG. 3 shows a first exemplary embodiment of the device shown schematically in FIG.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 is a hand-held device.
  • the high-voltage assembly 2 is designed as a cartridge 11.
  • the cartridge 11 is the piezoelectric Transformer 7 arranged.
  • the cartridge 11 has the discharge structure 12.
  • the cartridge 11 is plugged into the low-voltage assembly 1.
  • the input contact 10a, 10b of the cartridge 11 is electrically connected to the output contact 8a, 8b of the low-voltage assembly 1.
  • the low-voltage assembly 1 used in the exemplary embodiment shown in FIG. 3 is a hand-held device.
  • the hand-held device has a handle 13 by which the user can hold the hand-held device when using the device.
  • the handle 13 is arranged at the end of the device which faces away from the high-voltage assembly 2.
  • a battery or a rechargeable battery can be arranged in the handle 13 as a voltage supply.
  • a connection for connection to a network can be provided in the handle 13.
  • the low-voltage assembly 1 also has a screen and control elements, which are not shown in FIG.
  • the control elements can be buttons, for example.
  • the screen can be a touch-sensitive screen via which a user can enter control commands.
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of the device for generating a gas discharge in a perspective view.
  • Figure 5 shows the device shown in Figure 4 without a housing 3 of the
  • Low-voltage module 1 inserted and the releasable connection 9 is closed.
  • the low-voltage assembly 1 has a display 14 on which information that is specific to the high-voltage assembly 2 used and that is stored in the memory element 13 is displayed.
  • FIG. 6 also shows an arrangement having a low-voltage assembly 1 and two high-voltage assemblies 2a, 2b.
  • Each of the two high-voltage assemblies 2a, 2b can be connected to the low-voltage assembly 1 via a detachable connection 9.
  • Each of the two high-voltage assemblies 2a, 2b has a storage element 13.
  • the two high-voltage assemblies 2a, 2b differ from one another.
  • the first high-voltage assembly 2a has an open end of the cartridge 11, so that an output-side end of the transformer 7 is exposed.
  • the first high-voltage module 2a is designed for gas discharges by means of corona discharge.
  • the second high-voltage assembly 2b has a cartridge 11 in which the transformer 7 is encapsulated.
  • the second high-voltage assembly 2b is designed for a gas discharge by means of a dielectric barrier discharge.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung, aufweisend eine Niederspannungsbaugruppe (1), die eine Steuereinheit (6) aufweist, und eine Hochspannungsbaugruppe (2), die einen Transformator (7) und ein Speicherelement (13) aufweist, wobei die Niederspannungsbaugruppe (1) und die Hochspannungsbaugruppe (2) durch eine lösbare Verbindung (9) miteinander verbindbar sind, wobei die lösbare Verbindung (9) in einem geschlossenen Zustand eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Niederspannungsbaugruppe (1) und der Hochspannungsbaugruppe (2) ausbildet, wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass in dem geschlossenen Zustand der lösbaren Verbindung (9) Informationen, die in dem Speicherelement (13) hinterlegt sind, an die Steuereinheit (6) übertragen werden.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung, beispielsweise zur Erzeugung eines nicht-thermischen Atmosphärendruck-Plasmas.
Die Anforderungen, die an derartige Vorrichtungen gestellt werden, können sich abhängig von der Art der gewünschten Gasentladung stark voneinander unterscheiden. Für verschiedene Typen von Gasentladungen können unterschiedliche Entladungsstrukturen eingesetzt werden. Abhängig von der gewünschten Art der Gasentladung ist es ferner vorteilhaft, unterschiedliche Eingangssignale an einen Transformator anzulegen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr, eine verbesserte Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung anzugeben. Die Vorrichtung sollte es vorzugsweise ermöglichen, dass eine Steuereinheit für die jeweils gewünschte Gasentladung ein optimales Ansteuersignal bereitstellen kann.
Es wird eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung vorgeschlagen, die eine Niederspannungsbaugruppe und eine Hochspannungsbaugruppe aufweist. Die Niederspannungsbaugruppe weist eine Steuereinheit auf. Die Hochspannungsbaugruppe weist einen Transformator sowie ein Speicherelement auf. Die Niederspannungsbaugruppe und die Hochspannungsbaugruppe sind durch eine lösbare Verbindung miteinander verbindbar, wobei die lösbare Verbindung in einem geschlossenen Zustand eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Niederspannungsbaugruppe und der Hochspannungsbaugruppe ausbildet. Die Vorrichtung ist derart ausgestaltet, dass in dem geschlossenen Zustand der lösbaren Verbindung Informationen, die in dem Speicherelement hinterlegt sind, an die Steuereinheit übertragen werden.
Die Steuereinheit kann dazu ausgestaltet sein, ein Ansteuersignal an den Transformator anzulegen. Durch die an die Steuereinheit übertragenen Informationen kann es ermöglicht werden, dass die Steuereinheit ein auf die jeweilige Hochspannungsbaugruppe optimiertes Ansteuersignal anlegt. Durch die in dem Speicherelement hinterlegten Informationen, die an die Steuereinheit übermittelt werden können, kann es ermöglicht werden, die Hochspannungsbaugruppe zu identifizieren. Dadurch kann ein optimales Zusammenspiel zwischen Niederspannungsbaugruppe und Hochspannungsbaugruppe gewährleistet werden.
Wird die lösbare Verbindung geschlossen, können die in dem Speicherelement gespeicherten Informationen automatisch an die Steuereinheit übertragen werden. Die Steuereinheit kann auf Basis dieser Informationen ein geeignetes Signal als Eingangssignal für den Transformator auswählen. Es kann dementsprechend darauf verzichtet werden, dass ein Nutzer manuell das Eingangssignal, das von der Steuereinheit an die Hochspannungsbaugruppe angelegt wird, auswählt. Dadurch kann das Risiko einer Fehlbedienung minimiert werden und die Betriebssicherheit der Vorrichtung erhöht werden.
Die Niederspannungsbaugruppe und die Hochspannungsbaugruppe können baulich in zwei Untereinheiten der Vorrichtung getrennt sein. Dadurch können die Bauelemente, an denen eine Hochspannung anliegen kann, von den übrigen Bauelementen der Vorrichtung separiert sein. Die Hochspannungsbaugruppe kann dazu ausgestaltet sein, einen besonders guten Schutz gegen Umwelteinflüsse wie Staub oder Feuchtigkeit zu gewährleisten. Die Hochspannungsbaugruppe kann auch eine Abschirmung der in ihr angeordneten Bauelemente, insbesondere des Transformators, bieten. Da in der Niederspannungsbaugruppe keine Hochspannung anliegt, sind die Anforderungen an die Abschirmung und/oder den Schutz gegen Umwelteinflüsse in der Niederspannungsbaugruppe möglicherweise geringer. Durch die bauliche Trennung der Niederspannungsbaugruppe und der Hochspannungsbaugruppe kann eine Vorrichtung konstruiert werden, bei der nicht die gesamte Vorrichtung die hohe Anforderungen betreffend Umwelteinflüsse erfüllen muss oder bei der nicht die gesamte Vorrichtung abgeschirmt werden muss, sondern bei der es ausreicht, die
Hochspannungsbaugruppe besonders gut vor Umwelteinflüssen zu schützen beziehungsweise abzuschirmen. Dadurch kann ein kompakter Aufbau der Vorrichtung ermöglicht werden.
Da die Verbindung zwischen der Niederspannungsbaugruppe und der Hochspannungsbaugruppe lösbar ist, können die beiden Baugruppen voneinander getrennt werden. Dementsprechend können die Baugruppen unabhängig voneinander ausgetauscht werden. Beispielsweise kann die Hochspannungsbaugruppe Alterungserscheinungen des Transformators aufweisen und nach Ablauf ihrer maximalen Betriebsdauer von der Niederspannungsbaugruppe getrennt werden. Die Niederspannungsbaugruppe kann mit einer neuen Hochspannungsbaugruppe weiter verwendet werden.
Als Niederspannungsbaugruppe kann eine Baugruppe bezeichnet werden, in der nur eine Niederspannung vorliegt. Als Niederspannung kann beispielsweise jede Spannung bis 1000 V bezeichnet werden. Als Hochspannungsbaugruppe kann eine Baugruppe bezeichnet werden, die Bauelemente aufweist, die dazu ausgestaltet sind, die Niederspannung in eine Hochspannung zu wandeln. Als Hochspannung kann beispielsweise jede Spannung größer 1000 V bezeichnet werden.
Das Speicherelement kann ein nichtflüchtiger Speicherbaustein sein. Dementsprechend können Informationen, die in dem Speicherelement hinterlegt sind, auch bei einer ausgeschalteten Vorrichtung erhalten bleiben. Das Speicherelement kann ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory = EEPROM) sein. Alternativ könnte es sich bei dem Speicherelement auch um einen Flash- Speicher handeln. Ein EEPROM ist für Anwendungen besonders gut geeignet, bei denen einzelne Datenbytes in größeren Zeitabständen verändert und netzausfallsicher gespeichert werden müssen, beispielsweise bei Konfigurationsdaten oder Betriebsstundenzählern .
Die lösbare Verbindung kann einen Datenbus aufweisen, der dazu ausgestaltet ist, Informationen von dem Speicherelement auf die Steuereinheit zu übertragen. Wird die lösbare Verbindung geschlossen und/oder wird die Vorrichtung eingeschaltet, können die in dem Speicherelement hinterlegten Daten von der Steuereinheit abgerufen werden und an die Steuereinheit übertragen werden.
Auf dem Speicherelement können Informationen zu Betriebsparametern der Hochspannungsbaugruppe gespeichert sein. Die Steuereinheit kann diese Informationen zu den Betriebsparametern bei der Auswahl des passenden Eingangssignals berücksichtigen. Zu den Betriebsparametern können beispielsweise eine Art der gewünschten Entladung, ein Alter des verwendeten Transformators, eine Art der Entladungsstruktur und eine Art der Verkapselung des Transformators gehören.
Auf dem Speicherelement können alternativ oder ergänzend Informationen zur maximalen Betriebszeit der Hochspannungsbaugruppe und/oder zur bereits erfolgten Betriebszeit der Hochspannungsbaugruppe gespeichert sein. Auf Basis dieser Informationen kann beispielsweise eine noch zu erwartende Betriebszeit bestimmt werden. Auf diese Weise kann ein Nutzer ausreichend früh vor Ende der zu erwartenden Betriebszeit gewarnt werden. Ferner können auf Basis dieser Informationen Alterungserscheinungen des Transformators vorhergesehen werden und bei der Ansteuerung des Transformators berücksichtigt werden.
Alternativ oder ergänzend können auf dem Speicherelement Informationen zur Identifikation der Hochspannungsbaugruppe gespeichert sein. Dadurch kann ein Bauteil-Tracking ermöglicht werden.
Die Steuereinheit kann dazu ausgestaltet sein, ein Signal zur Ansteuerung des Transformators auf Basis von Informationen auszuwählen, die auf dem Speicherelement gespeichert sind.
Auf diese Weise kann es ermöglicht werden, dass die Steuereinheit jede Hochspannungsbaugruppe mit einem für die jeweilige Hochspannungsbaugruppe optimierten Eingangssignal ansteuert. Dabei können insbesondere eine Amplitude und/oder eine Frequenz des Signals zur Ansteuerung des Transformators auf Basis von Informationen ausgewählt werden, die auf dem Speicherelement gespeichert sind. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit dazu ausgestaltet sein, eine Kompatibilität der Hochspannungsbaugruppe und der Niederspannungsbaugruppe miteinander auf Basis von auf dem Speicherelement gespeicherten Informationen zu prüfen. Auf diese Weise kann eine Kombination nicht kompatibler Baugruppen miteinander verhindert werden und die Benutzersicherheit erhöht werden.
Auf dem Speicherelement können Informationen bezüglich Parameter für eine Regelelektronik der Steuereinheit und/oder eine Funktion des Wechselmoduls und/oder qualitätsrelevante Ereignisse gespeichert sein.
Die lösbare Verbindung kann eine Steckverbindung sein. Alternativ kann es sich beispielsweise um eine Schraub- oder Bajonettverbindung handeln. Die lösbare Verbindung kann derart ausgestaltet sein, dass eine Kraftschwelle zur Lösung der Verbindung überwunden werden muss, so dass ein versehentliches Lösen der Verbindung vermieden wird. Die lösbare Verbindung kann so ausgestaltet sein, dass beim Schließen der Verbindung sowohl ein elektrischer als auch ein mechanischer Kontakt zwischen der Hochspannungsbaugruppe und der Niederspannungsbaugruppe geschlossen wird.
Der Transformator kann ein piezoelektrischer Transformator sein. Insbesondere kann es sich um einen Transformator vom Rosen-Typ handeln.
Die Niederspannungsbaugruppe kann ein Gehäuse aufweisen. Die Hochspannungsbaugruppe kann eine Kartusche aufweisen, in der der Transformator angeordnet ist. Das Gehäuse und die Kartusche können durch die lösbare Verbindung miteinander verrastet oder verklemmt werden. Bei der Vorrichtung kann es sich um einen Plasmagenerator, einen Ionisator, einen Ozongenerator und/oder eine Gasentladungsstruktur handeln. Die betreffende Information kann in dem Speicherelement abgelegt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Anmeldung eine Anordnung, die eine Vorrichtung und eine weitere Hochspannungsbaugruppe mit einem weiteren Speicherelement aufweist. Die Niederspannungsbaugruppe der Vorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, mit der Hochspannungsbaugruppe der Vorrichtung und mit der weiteren Hochspannungsbaugruppe verbunden zu werden. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt kann jeweils nur eine der Hochspannungsbaugruppen mit der Niederspannungsbaugruppe verbunden sein. Die Vorrichtung kann dazu ausgestaltet sein, über das Speicherelement oder das weitere Speicherelement eine Information zur Identifizierung der mit der Niederspannungsbaugruppe verbundenen Hochspannungsbaugruppe an die Steuereinheit zu geben. Dabei kann die Steuereinheit an die Hochspannungsbaugruppen unterschiedliche Eingangssignale anlegen.
Die Hochspannungsbaugruppe kann ein Wechselmodul sein. Dementsprechend können mehrere voneinander verschiedene Hochspannungsbaugruppen bzw. Kartuschen vorgesehen sein, wobei die Niederspannungsbaugruppe wechselbar mit je einer Hochspannungsbaugruppe bzw. Kartusche verbunden werden kann.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
Die Figuren 1 und 2 zeigen schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung. Figur 3 zeigt eine Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht.
Die Figuren 4 und 5 zeigen eine Vorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei in Figur 5 zur Visualisierung das Gehäuse der Niederspannungsbaugruppe nicht gezeigt ist.
Figur 6 zeigt eine Anordnung aufweisend eine Niederspannungsbaugruppe und zwei Hochspannungsbaugruppen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils schematisch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung. Die Vorrichtung weist eine Niederspannungsbaugruppe 1 und eine
Hochspannungsbaugruppe 2 auf. In Figur 2 sind dabei lediglich die Komponenten der Niederspannungsbaugruppe 1 und der Hochspannungsbaugruppe 2 gezeigt, die dazu ausgestaltet sind, Informationen untereinander auszutauschen.
In der Niederspannungsbaugruppe 1 liegt lediglich eine Niederspannung vor. Die Niederspannungsbaugruppe 1 weist ein Gehäuse 3 auf. In dem Gehäuse 3 können sämtliche Elemente der Niederspannungsbaugruppe 1 angeordnet sein. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Niederspannungsbaugruppe 1 einen Anschluss 4 für eine Netzversorgung 5 auf. Alternativ kann die
Niederspannungsbaugruppe 1 auch eine Batterie oder einen Akku aufweisen, die als Spannungsquelle verwendet werden. Dabei können der Akku oder die Batterie in dem Gehäuse 3 angeordnet sein. In dem Gehäuse 3 ist eine Steuereinheit 6 angeordnet. Die Steuereinheit 6 kann einen Treiberbaustein und/oder eine Regelungselektronik aufweisen. Bei der Steuereinheit 6 kann es sich beispielsweise um einen ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder um eine Leiterplatte, auf der die Regelungselektronik ausgebildet ist, handeln.
Die Steuereinheit 6 ist dazu ausgestaltet, einen Transformator 7 in der Hochspannungsbaugruppe 2 anzusteuern. Die Steuereinheit 6 ist dazu ausgestaltet im geschlossenen Zustand einer lösbaren Verbindung 9, ein Eingangssignal an den Transformator 7 anzulegen. Das Eingangssignal ist ein Wechselspannungssignal. Die Steuereinheit 6 ist dazu ausgestaltet, eine Amplitude und eine Frequenz des Eingangssignals geeignet zu wählen. Die Ansteuerung kann eine Resonanzregelung, eine Phasenregelung, eine Amplitudenregelung, eine Leistungsregelung, ein Pulsweitenmodulation oder einen Pulsbetrieb aufweisen. Ebenso ist es möglich, über die bei der Entladungszündung entstehenden hochfrequenten Signalanteile den Betriebszustand auf der Hochspannungsseite zu überwachen.
Die Niederspannungsbaugruppe 1 weist ferner zwei Ausgangskontakte 8a, 8b auf. An den Ausgangskontakten 8a, 8b kann eine Niederspannung bereitgestellt werden. Insbesondere sind die Ausgangskontakte 8a, 8b über die Steuereinheit 6 mit der Netzversorgung 5 verbunden.
Die Steuereinheit 6 kann ferner dazu ausgestaltet sein, über die Ausgangskontakte 8a, 8b Daten einzulesen, die von der Hochspannungsbaugruppe bereitgestellt werden. Das Gehäuse 3 der Niederspannungsbaugruppe 1 weist eine in Figur 1 schematisch angedeutete lösbare Verbindung 9 auf. Bei der lösbaren Verbindung kann es sich beispielsweise um eine Steckverbindung oder eine Bajonettverbindung handeln. Die lösbare Verbindung 9 ermöglicht es, die Niederspannungsbaugruppe 1 mechanisch mit der
Hochspannungsbaugruppe 2 zu verbinden. Bei dem Schließen der lösbaren Verbindung 9 wird zudem ein elektrischer Kontakt zwischen den Ausgangskontakten 8a, 8b der
Niederspannungsbaugruppe 1 und den Eingangskontakten 10a, 10b der Hochspannungsbaugruppe 2 geschlossen. Die an den Ausgangskontakten 8a, 8b der Niederspannungsbaugruppe 1 bereitgestellte Spannung kann bei geschlossener Verbindung 9 auf die Hochspannungsbaugruppe 2 übertragen werden. Gleichzeitig können Daten zwischen der
Niederspannungsbaugruppe 1 und der Hochspannungsbaugruppe 2 ausgetauscht werden, wenn die lösbare Verbindung 9 geschlossen ist. Zu diesem Zweck kann die lösbare Verbindung 9 einen Datenbus ausbilden, über den in einem Speicherelement 13 gespeicherte Informationen an die Steuereinheit 6 kommuniziert werden können.
Die lösbare Verbindung 9 kann insbesondere so ausgestaltet sein, dass die Niederspannungsbaugruppe 1 und die Hochspannungsbaugruppe 2 miteinander verrasten. Alternativ können die Niederspannungsbaugruppe 1 und die Hochspannungsbaugruppe 2 bei geschlossener Verbindung 9 miteinander verklemmt sein. Die lösbare Verbindung 9 ist derart ausgestaltet, dass die Hochspannungsbaugruppe 2 unmittelbar an dem Gehäuse 3 der Niederspannungsbaugruppe 1 anliegt, wenn die lösbare Verbindung 9 geschlossen ist. Die Hochspannungsbaugruppe 2 weist die bereits genannten Eingangskontakte 10a, 10b auf. Ferner weist die Hochspannungsbaugruppe 2 den Transformator 7 auf. Die Eingangskontakte 10a, 10b sind mit dem Transformator 7 verbunden. Der Transformator 7 ist dazu ausgestaltet, eine an ihn angelegte Niederspannung in eine Hochspannung zu wandeln. Die von dem Transformator 7 erzeugte Hochspannung wird zur Gasentladung, beispielsweise zur Plasmaerzeugung, genutzt.
Bei dem Transformator 7 kann es sich beispielsweise um einen piezoelektrischen Transformator handeln.
Die Hochspannungsbaugruppe weist ferner ein Speicherelement 13 auf. Bei dem Speicherelement 13 kann es sich um einen nichtflüchtigen Speicher handeln. Bei dem Speicherelement 13 kann es sich um einen elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher (Electrically Erasable Programmable Read- Only Memory = EEPROM) handeln. Das Speicherelement 13 kann zur Speicherung kleinerer Datenmengen in der Hochspannungsbaugruppe 2 genutzt werden, wobei in dem Speicherelement 13 gespeicherte Daten auch ohne anliegende Versorgungsspannung erhalten bleiben.
Wird die lösbare Verbindung 9 geschlossen, können über die lösbare Verbindung 9 Informationen, die in dem Speicherelement 13 gespeichert sind, an die
Niederspannungsbaugruppe 1, insbesondere an die Steuereinheit 6, übertragen werden. Die Steuereinheit 6 kann dabei dazu ausgestaltet sein, die in dem Speicherelement 13 gespeicherten Informationen bei der Ansteuerung des Transformators 7 zu berücksichtigen.
In dem Speicherelement 13 können verschiedene Informationen betreffend die Hochspannungsbaugruppe 2 gespeichert sein. Beispielsweise kann die Vorrichtung derart ausgestaltet sein, dass die Niederspannungsbaugruppe 1 mit verschiedenen Hochspannungsbaugruppen 2 verbindbar ist, wobei die Hochspannungsbaugruppen 2 sich voneinander unterscheiden, beispielsweise in ihrer jeweiligen Entladestruktur 12. Die in dem Speicherelement 13 gespeicherten Informationen können zur Identifikation der jeweils verwendeten Hochspannungsbaugruppe 2 dienen. Die Steuereinheit 6 kann dazu ausgestaltet sein, bei Verbindungen mit verschiedenen Hochspannungsbaugruppen 2 unterschiedliche Eingangssignale bereitzustellen. Beispielsweise können sich die von der Steuereinheit 6 angelegbaren Signale in ihrer Amplitude und/oder ihrer Frequenz voneinander unterscheiden. Abhängig von der jeweils gewählten Entladungsstruktur 12 kann eine Gasentladung in Form einer Koronaentladung oder einer dielektrischen Barriereentladung generiert werden. Abhängig von der jeweils gewünschten Entladungsform können unterschiedliche Eingangssignale an die Hochspannungsbaugruppe 2 angelegt werden.
In dem Speicherelement 13 können Betriebsparameter gespeichert sein, auf deren Basis die Steuereinheit 6 ein für die jeweilige Hochspannungsbaugruppe 2 optimales Eingangssignal auswählen kann. Zu diesen Betriebsparametern können beispielsweise die Art der Entladungsstruktur 12, bauteilspezifische Informationen betreffend den Transformator 7 oder die Art der Entladung gehören.
Auf dem Speicherelement 13 können alternativ oder ergänzend Informationen gespeichert sein, die eine Identifikation der Hochspannungsbaugruppe 2 ermöglichen. Dadurch kann ein Bauteiltracking ermöglicht werden. Auf dem Speicherelement 13 kann eine maximal zu erwartende Betriebszeit für die Hochspannungsbaugruppe 2 gespeichert sein. Ferner kann auf dem Speicherelement 13 eine Information zur bereits erfolgten Betriebsdauer der
Hochspannungsbaugruppe 2 gespeichert sein. Durch einen Abgleich dieser beiden Informationen kann die noch zu erwartende Mindestbetriebsdauer ermittelt werden. Wird die Information betreffend der bereits erfolgten Betriebsdauer von dem Speicherelement 13 an die Steuereinheit 6 übertragen, kann die Steuereinheit 6 dazu ausgestaltet sein, Alterungseffekte des Transformators 7 bei der Ansteuerung des Transformators 7 zu berücksichtigen und auszugleichen.
Auf dem Speicherelement 13 können Informationen hinterlegt sein, auf deren Basis die Steuereinheit 6 prüft, ob die verwendete Hochspannungsbaugruppe 2 zu der
Niederspannungsbaugruppe 1 kompatibel ist. Beispielsweise kann in einem System aufweisend mehrere voneinander verschiedene Niederspannungsbaugruppen 1 sowie mehrere voneinander verschiedene Hochspannungsbaugruppen 2 nicht jede der Hochspannungsbaugruppen 2 mit jeder der
Niederspannungsbaugruppen 1 kompatibel sein. Um einen Betrieb von nicht miteinander kompatiblen Baugruppen zu verhindern, kann eine Kompatibilitätsprüfung auf Basis der in dem Speicherelement 13 hinterlegten Informationen erfolgen.
In dem Speicherelement 13 können qualitätsrelevante Ereignisse, beispielswiese Störereignisse, gespeichert werden. Im Service- oder Wartungsfall kann das Speicherelement 13 über ein entsprechendes Auslesegerät ausgelesen werden und die qualitätsrelevanten Ereignisse können ausgewertet werden. Die Hochspannungsbaugruppe kann eine Kartusche 11 aufweisen. In der Kartusche 11 sind der Transformator 7 und das Speicherelement 10 angeordnet. Die Kartusche 11 weist die Eingangskontakte 10a, 10b auf. Dabei sind die Eingangskontakte 10a, 10b an einer Außenseite der Kartusche 11 angeordnet. Die Kartusche 11 ist dazu ausgebildet, in die Niederspannungsbaugruppe 1 eingesteckt zu werden.
Die Kartusche 11 weist ferner eine Entladungsstruktur 12 auf. Wird eine Hochspannung an dem piezoelektrischen Transformator 7 erzeugt, beeinflusst die Entladungsstruktur 12 das entstehende elektrische Feld und auf diese Weise wird die Form einer erzeugten Gasentladung bzw. Plasmaentladung im Vorhinein festgelegt. Verschiedene Entladungsstrukturen 12 werden später diskutiert. Je nach verwendeter
Entladungsstruktur 12 kann die Hochspannungsbaugruppe 2 dazu ausgestaltet sein, Gasentladungen, beispielsweise Plasmazündungen, in verschiedenen Formen auszulösen, z.B. punktförmig oder flächig. Die Entladungsstruktur 12 kann zudem die Art der Gasentladung festlegen, beispielsweise eine Plasmazündung durch eine dielektrische Barriereentladung oder eine Plasmazündung durch eine Koronaentladung. Die Entladungsstruktur 12 ist an dem Ende der Kartusche 11 angeordnet, das von den Eingangskontakten 10a, 10b weg weist.
Die Kartusche 11 kann luftdicht verschlossen sein. Ist die Kartusche 11 verschlossen kann die Hochspannungsbaugruppe 2 dazu ausgestaltet sein, Gasentladungen durch eine Plasmazündung mittels dielektrischer Barriereentladung zu erzeugen. Bei der dielektrischen Barriereentladung kann es sich um eine Wechselspannungs-Gasentladung handeln, bei der mindestens eine der Elektroden vom Gasraum durch eine galvanische Trennung mittels eines Dielektrikums isoliert ist. Die Entladungsstruktur 12 kann durch eine dielektrische Schicht beschichtet sein. Plasma wird durch eine dielektrische Barriereentladung gezündet. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsbeispielen eine Gegenelektrode vorgesehen sein, die mit einer dielektrischen Schicht beschichtet ist.
Alternativ kann die Kartusche 11 ein offenes Ende aufweisen, über das der Transformator mit einer Umgebung in unmittelbarem Kontakt steht. Der Transformator 7 ist dazu ausgestaltet, Plasma durch eine Koronaentladung zu erzeugen.
In den oben genannten Ausführungsbeispielen kann die Entladungsstruktur 12 eine Metallisierung aufweisen, die auf einer Außenseite der Kartusche 11 aufgebracht ist. Die Metallisierung der Entladungsstruktur 12 kann den Verlauf eines elektrischen Feldes, das von dem Transformator erzeugt wird, verändern und dadurch die Art einer von der Vorrichtung erzeugten Plasmawolke beeinflussen.
Alternativ oder ergänzend kann die Entladungsstrukturen 12 ein von der Kartusche 11 vorstehendes Element aufweisen. Das vorstehende Element kann ein leitendes Material, beispielsweise ein Metall, aufweisen. Das vorstehende Element kann nadelförmig oder flächig sein. Zudem kann das vorstehende Element weitere Strukturen, beispielsweise Borsten, aufweisen. Die Form des vorstehenden Elements beeinflusst die Feldverteilung des elektrischen Feldes. Ist das vorstehende Element beispielsweise spitz zulaufend kommt es an der Spitze des vorstehenden Elementes zu einer starken Feldüberhöhung und Gas wird punktförmig an dieser Stelle entladen. Alternativ oder ergänzend kann die Kartusche 11 eine Vorrichtung zur Zuführung eines Prozessgases aufweisen. Bei dem Prozessgas kann es sich beispielsweise um Luft oder ein Edelgas, z.B. Argon, handeln.
Der Transformator 7 ist in der Hochspannungsbaugruppe 2 in der Kartusche 11 gekapselt. Dadurch ist der Transformator 7 gegen Staub, Feuchte und Korrosion geschützt. Ferner bietet die Kartusche 11 eine Abschirmung der hochspannungsführenden Bauteile, insbesondere des Transformators 7. Dadurch können unerwünschte parasitäre Entladungen vermieden werden.
Die Hochspannungsbaugruppe 2 kann von der Niederspannungsbaugruppe 1 durch ein Lösen der lösbaren Verbindung 9 getrennt werden. Je nach Ausbildung der lösbaren Verbindung 9 ist dazu eine Kraftschwelle zu überwinden oder eine definierte Bewegung, beispielsweise eine verbundene Dreh- und Ziehbewegung, erforderlich. Die Hochspannungsbaugruppe 2 kann dann durch eine andere Hochspannungsbaugruppe ersetzt werden, die mit der Niederspannungsbaugruppe 1 verbunden wird. Die andere Hochspannungsbaugruppe kann sich von der ersten Hochspannungsbaugruppe 2 beispielsweise durch die Entladungsstruktur 12 unterscheiden. Dementsprechend kann eine einzige Niederspannungsbaugruppe 1 verwendet werden, um unterschiedliche Arten von Gasentladungen zu erzeugen, indem jeweils andere Hochspannungsbaugruppen 2 mit unterschiedlichen Entladungsstrukturen 12 mit der Niederspannungsbaugruppe 1 verbunden werden.
Der piezoelektrische Transformator 7 ist ein mechanisch schwingendes Bauteil und sollte daher von der Umgebung z.B. durch elastische Lagerung entkoppelt sein. Dies kann vorzugsweise durch elastischen Verguss gelöst werden. Vorzugsweise ist der Transformator 7 in Einheit mit der Entladungsstruktur 12 vergossen. Durch eine austauschbare Hochspannungsbaugruppe 2 kann der Transformator 7 in einfacher Weise ersetzt werden. Das Austauschen der Hochspannungsbaugruppe 2 ermöglicht es somit, die Niederspannungsbaugruppe 1 weiter zu verwenden.
Die Anordnung des Transformators 7 in der Kartusche 11 ermöglicht eine kompakte Bauform der Hochspannungsbaugruppe 1. Es wird ein einfacher Aufbau konstruiert. Die Kartusche 11 ist robust gegen Beschädigungen und Störeinflüsse wie Staub, Feuchtigkeit usw. Die Hochspannungsbaugruppe 2 und die Niederspannungsbaugruppe 1 bilden jeweils funktionale und mechanisch fest integrierte Untereinheiten der Vorrichtung.
Der kompakte Aufbau der Hochspannungsbaugruppe 2 in einer Kartusche 11 ermöglicht es, Kabellängen auf ein Minimum zu begrenzen. Durch die sehr kurzen verwendeten Kabel kann eine Impedanz minimiert werden. Der kompakte Aufbau der Hochspannungsbaugruppe 2 ermöglicht es ferner, die Entladungsstruktur 12 in unmittelbarer Nähe des piezoelektrischen Transformators 7 anzuordnen und unter Umständen so auf die Verbindungskabel auf der Hochspannungsseite vollständig zu verzichten.
Figur 3 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der in Figur 1 schematisch gezeigten Vorrichtung. Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Handgerät.
Die Hochspannungsbaugruppe 2 ist als Kartusche 11 ausgestaltet. In der Kartusche 11 ist der piezoelektrische Transformator 7 angeordnet. Die Kartusche 11 weist die Entladungsstruktur 12 auf. Die Kartusche 11 ist in die Niederspannungsbaugruppe 1 eingesteckt. Dabei wird der Eingangskontakt 10a, 10b der Kartusche 11 mit dem Ausgangskontakt 8a, 8b der Niederspannungsbaugruppe 1 elektrisch verbunden.
Die in dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel verwendete Niederspannungsbaugruppe 1 ist ein Handgerät. Das Handgerät weist einen Griff 13 auf, an dem der Nutzer das Handgerät bei Benutzung der Vorrichtung halten kann. Der Griff 13 ist an dem Ende der Vorrichtung angeordnet, das von der Hochspannungsbaugruppe 2 weg weist. In dem Griff 13 kann eine Batterie oder ein Akku als Spannungsversorgung angeordnet sein. Alternativ kann in dem Griff 13 ein Anschluss zur Verbindung mit einem Netz vorgesehen sein. Die Niederspannungsbaugruppe 1 weist ferner einen Bildschirm und Kontrollelemente auf, die in Figur 3 nicht gezeigt sind. Bei den Kontrollelementen kann es sich beispielsweise um Knöpfe handeln. Alternativ oder ergänzend kann es sich bei dem Bildschirm um einen berührungsempfindlichen Bildschirm handeln, über den ein Nutzer Steuerbefehle eingeben kann.
Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung in einer perspektivischen Ansicht. Figur 5 zeigt die in Figur 4 gezeigte Vorrichtung ohne ein Gehäuse 3 der
Niederspannungsbaugruppe 1. In den Figuren 4 und 5 ist die Hochspannungsbaugruppe 2 jeweils in die
Niederspannungsbaugruppe 1 eingesteckt und die lösbare Verbindung 9 ist geschlossen. Die Niederspannungsbaugruppe 1 weist ein Display 14 auf, auf dem Informationen, die für die verwendete Hochspannungsbaugruppe 2 spezifisch sind und die in dem Speicherelement 13 gespeichert sind, angezeigt werden.
Figur 6 zeigt ferner eine Anordnung aufweisend eine Niederspannungsbaugruppe 1 und zwei Hochspannungsbaugruppen 2a, 2b. Jede der beiden Hochspannungsbaugruppen 2a, 2b kann über eine lösbare Verbindung 9 mit der Niederspannungsbaugruppe 1 verbunden werden. Jede der beiden Hochspannungsbaugruppen 2a, 2b weist ein Speicherelement 13 auf. Die beiden Hochspannungsbaugruppen 2a, 2b unterscheiden sich voneinander. Die erste Hochspannungsbaugruppe 2a weist ein offenes Ende der Kartusche 11 auf, sodass ein ausgangsseitiges Ende des Transformators 7 frei liegt. Die erste Hochspannungsbaugruppe 2a ist für Gasentladungen mittels Koronaentladung ausgestaltet. Die zweite Hochspannungsbaugruppe 2b weist dagegen eine Kartusche 11 auf, in der der Transformator 7 verkapselt ist. Die zweite Hochspannungsbaugruppe 2b ist für eine Gasentladung mittels dielektrischer Barriereentladung ausgelegt.
Bezugszeichenliste
1 Niederspannungsbaugruppe
2, 2a, 2b Hochspannungsbaugruppe
3 Gehäuse
4 Anschluss
5 NetzVersorgung
6 Steuereinheit 7 Transformator
8a, 8b Ausgangskontakt 9 lösbare Verbindung
10a, 10b Eingangskontakt
11 Kartusche
12 Entladestruktur
13 Speicherelement
14 Display

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung, aufweisend eine Niederspannungsbaugruppe (1), die eine Steuereinheit (6) aufweist, und eine
Hochspannungsbaugruppe (2), die einen Transformator (7) und ein Speicherelement (13) aufweist, wobei die Niederspannungsbaugruppe (1) und die Hochspannungsbaugruppe (2) durch eine lösbare Verbindung (9) miteinander verbindbar sind, wobei die lösbare Verbindung (9) in einem geschlossenen Zustand eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen der Niederspannungsbaugruppe (1) und der Hochspannungsbaugruppe (2) ausbildet, wobei die Vorrichtung derart ausgestaltet ist, dass in dem geschlossenen Zustand der lösbaren Verbindung (9) Informationen, die in dem Speicherelement (13) hinterlegt sind, an die Steuereinheit (6) übertragen werden.
2. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei das Speicherelement (13) ein nichtflüchtiger Speicherbaustein ist.
3. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Speicherelement (13) ein EEPROM ist.
4. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die lösbare Verbindung (9) einen Datenbus aufweist, der dazu ausgestaltet ist, Informationen von dem Speicherelement (13) auf die Steuereinheit (6) zu übertragen.
5. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Speicherelement (13) Informationen zu Betriebsparametern der Hochspannungsbaugruppe (2) gespeichert sind.
6. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Speicherelement (13) eine Information zur maximalen Betriebszeit der Hochspannungsbaugruppe (2) gespeichert ist, und/oder wobei auf dem Speicherelement (13) eine Information zur bereits erfolgten Betriebszeit der Hochspannungsbaugruppe (2) gespeichert ist.
7. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Speicherelement (13) Informationen zur Identifikation der Hochspannungsbaugruppe (2) gespeichert sind.
8. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dazu ausgestaltet ist, ein Signal zur Ansteuerung des Transformators (7) auf Basis von Informationen auszuwählen, die auf dem Speicherelement (13) gespeichert sind.
9. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Speicherelement (13) Informationen gespeichert sind, auf deren Basis die Steuereinheit (6) eine Amplitude und/oder eine Frequenz eines Signals zur Ansteuerung des Transformators (7) auswählt.
10. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Steuereinheit (6) dazu ausgestaltet ist, eine Kompatibilität der Hochspannungsbaugruppe (2) und der Niederspannungsbaugruppe (1) auf Basis von auf dem Speicherelement (13) gespeicherten Informationen zu prüfen.
11. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei auf dem Speicherelement (13) Informationen bezüglich Parameter für eine Regelelektronik der Steuereinheit (6) und/oder einer Funktion der Hochspannungsbaugruppe (2) und/oder qualitätsrelevante Ereignisse gespeichert sind.
12. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die lösbare Verbindung (9) eine Steckverbindung ist.
13. Vorrichtung zur Erzeugung einer Gasentladung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Transformator (7) ein piezoelektrischer Transformator ist.
14. Vorrichtung gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei die Niederspannungsbaugruppe (1) ein Gehäuse (3) aufweist und die Hochspannungsbaugruppe (2) eine Kartusche (11) aufweist, in der der Transformator (7) angeordnet ist, wobei das Gehäuse (3) und die Kartusche (11) durch die lösbare Verbindung (9) miteinander verrastet werden oder wobei das Gehäuse (3) und die Kartusche (11) durch die lösbare Verbindung (9) miteinander verklemmt werden.
15. Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei es sich bei der Vorrichtung um einen Plasmagenerator, einen Ionisator, einen Ozongenerator und/oder eine Gasentladungsstruktur handelt.
16. Anordnung aufweisend eine Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche und eine weitere Hochspannungsbaugruppe (2b), die ein weiteres Speicherelement (13) aufweist, wobei die Niederspannungsbaugruppe (1) der Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, mit einer der Hochspannungsbaugruppe (2) der Vorrichtung und der weiteren Hochspannungsbaugruppe (2b) verbunden zu werden, wobei die Vorrichtung dazu ausgestaltet ist, über das Speicherelement (13) oder das weitere Speicherelement (13) eine Information zur Identifizierung der mit der Niederspannungsbaugruppe (1) verbundenen Hochspannungsbaugruppe (2, 2b) an die Steuereinheit (6) zu geben.
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