注射器式大气压微等离子体发生装置

摘要

本发明涉及一种注射器式大气压微等离子体发生装置，包括交流高压电源、高压电极、地电极和微孔光纤，所述微孔光纤下端密闭，其内插有高压电极，其外套针筒；所述针筒上端封闭，并连接进气管；针筒下端连接绝缘材质的针头；所述光纤下端包裹于所述针头内，两者之间留有供气体通过的缝隙；所述地电极接地并置于待处理样品内。其放电方式简单，设备成本低；气体体积小，气体流量低；能耗低；可在液体样本中通入气体产生等离子体，用于对材料内部进行处理，或对人体内部组织进行处理。

说明书

技术领域

本发明涉及大气压微等离子体发生装置，尤其涉及利用微孔光纤插入式电极在大气压条 件下，使用绝缘针头产生安全的可注入式气体微放电等离子体的装置。

背景技术

低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态，当外加电压达到气体的着火电 压时，气体分子被击穿，产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。大气压低 温等离子体技术，不需要复杂的真空设备，具有低本成、低能耗、高效率等特点，放电时气 体温度低(40-80摄氏度)，安全稳定，处理过程中不会造成二次污染。近十年来，低温等离 子体技术在全球引起了广泛关注，目前世界上有多个研究小组在开展这方面的研究工作，我 国在这方面的研究还相对缺乏。

大气压低温等离子体技术广泛应用于病变细胞处理、生物灭菌及其相关领域。使用传统 的介质阻挡放电方法产生的等离子体气体流量高，穿透性差，可处理范围停留在材料表层， 限制了等离子体应用技术的发展。至今为止，微型注射式大气压低温等离子体产生技术尚少 有报道。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在提供一种在大气压下可注射到样品内 部产生微放电冷等离子体的发生装置，其结构简单，并且高效节能，成本低廉。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种注射器式大气压微等离子体发生装置，包括交流高压电源、高压电极、地电极和微 孔光纤，其特征在于：

所述微孔光纤下端密闭，其内插有高压电极，其外套针筒；

所述针筒上端封闭，并连接进气管；针筒下端连接绝缘材质的针头；所述光纤下端包裹 于所述针头内，两者之间留有供气体通过的缝隙；

所述地电极接地并置于待处理样品内。

更具体的，所述微孔光纤外径不大于1mm，内径不小于50μm，

所述绝缘材料针头外径为不大于1.6mm，长30mm；

所述高压电极的直径为50～200μm；

所述高压电源的频率为5～15KHz，其峰峰值为6～35KV；

所述高压电极采用铜芯，所述地电极为铜片。

所述针头为陶瓷针头。

采用上述大气压微等离子体注射器式发生装置进行放电时，预先通过进气管向针筒内通 入气体，待气流稳定后将针头插入待处理样品，接通连接高压电极的高压交流电源，包裹在 光纤内部的高压电极与样本内的地电极之间产生交变电场，使气体发生场致电离，产生稳定 的气体放电等离子体，对样品进行处理。用琼脂块放置等离子体区域测试，未见融化，可知， 等离子体温度低于70摄氏度。用动物放置等离子体区域测试，其未表现出明显不适，绝缘针 头附近等离子体电流在安全范围。

与现有技术相比，本发明优势极为显著：

其放电方式简单，设备成本低；气体体积小，气体流量低；能耗低；可在液体样本 中通入气体产生等离子体，广泛适用于对材料内部的处理，或对人体内部组织的处理。

附图说明

图1是本发明实施例的结构简图；

图2是实施例所述液体样本中的放电照片。

具体实施方法

下面结合附图对本发明作进一步说明。

一种注射器式大气压微等离子体发生装置，如图1所示，采用铜芯作高压电极1插于微 孔光纤2中，连通交流高压电源，针筒3上端封闭并连接进气管6，光纤穿过针筒下端包裹 于陶瓷针头4内部，采用铜片为地电极5置于样本中接地。其中，所述微孔光纤外径为1mm， 内径为50μm；所述陶瓷针头外径为为1.6mm，长30mm；所述高压电极的直径为50μm； 所述高压电源的频率为5～15KHz，其峰峰值为6～35KV；

放电时，放电气体经过质量流量控制器通过进气管6通入针筒3内，针头4插入样品内 部，针头中的高压电极1和样品中的地电极5产生交变电场，在样品7处产生气体放电等离 子体，如图2所示。

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披露的技术范围内，根据发明的技术方案及其 发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。