一種低溫等離子體發(fā)生器
1.本實(shí)用新型實(shí)施例涉及等離子體領(lǐng)域，尤其涉及一低溫等離子體發(fā)生器。
背景技術(shù)：
2.低溫等離子體的生成是一個(gè)非常復(fù)雜的物理、化學(xué)反應(yīng)過程，其中會(huì)在等離子體中產(chǎn)生：紫外線、帶電粒子和活性成分等殺菌成分，其中活性成分中主要包括處于激發(fā)態(tài)的原子、亞穩(wěn)態(tài)原子、具有活潑化學(xué)性質(zhì)的氧化物和氮化物等。等離子體對(duì)生物體的作用也主要是通過這些殺菌成分從分子層面上對(duì)生物體的綜合作用來實(shí)現(xiàn)。盡管目前人們對(duì)其中一些低溫等離子體中的殺菌成分與生物體的主要作用機(jī)理尚不清楚，但是隨著研究的不斷深入，近年來研究人員通過多種技術(shù)手段和方法對(duì)低溫等離子體的應(yīng)用進(jìn)行了一系列深入的研究，對(duì)其中的作用機(jī)理有了初步了解。近年來，利用介質(zhì)阻擋放電的原理產(chǎn)生的等離子體被廣泛應(yīng)用于靜電除塵、殺菌消毒、材料改性等多個(gè)方面。
3.由于低溫等離子體的性質(zhì)是由高壓電源類型、電極構(gòu)成、工作氣體、電氣參數(shù)等多種因素決定，因此不同的等離子體發(fā)生裝置具有不同含量和比例的等離子體成分，其作用于細(xì)菌時(shí)產(chǎn)生的滅菌效果也有差異。等離子體發(fā)生器的主要工作原理是通過升壓電路將電壓升高到幾千伏，利用介質(zhì)阻擋放電的原理電離氣體，常用于被電離的氣體有空氣、氬氣、氦氣、氮?dú)獾取Ｄ壳按蟛糠值蜏氐入x子體發(fā)生器均采用惰性氣體方案，工作條件苛刻，原料配比復(fù)雜。因此，亟需開發(fā)出操作簡便、適應(yīng)性巧、滅菌效果強(qiáng)的低溫等離子體裝置滿足不同產(chǎn)品的殺菌活化等需求，該裝置具有巨大的市場潛力和廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
4.本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一低溫等離子體發(fā)生器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的低溫等離子體發(fā)生條件苛刻與需求原料復(fù)雜的問題。
5.為了解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案：
6.一種低溫等離子體發(fā)生器，所述一種低溫等離子體發(fā)生器包括：電池、人機(jī)交互單元、控制單元、壓電變壓器和隔離罩；
7.所述電池的正極與所述人機(jī)交互單元的第一輸入端電連接，所述電池的負(fù)極與所述人機(jī)交互單元的第二輸入端電連接；
8.所述人機(jī)交互單元的第一輸出端與所述控制單元的第一輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元的第二輸出端與所述控制單元的第二輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元的第三輸入端與所述控制單元的第一輸出端電連接；所述人機(jī)交互單元用于當(dāng)需要產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)控制所述控制單元工作，以及顯示所述控制單元工作時(shí)長與電流、電壓大小；
9.所述控制單元的第二輸出端與所述壓電變壓器的第一輸入端電連接；所述控制單元的第三輸出端與所述壓電變壓器的第二輸入端電連接；所述隔離罩置于所述壓電變壓器前端部，用于隔離所述壓電變壓器產(chǎn)生的高電壓；
10.所述壓電變壓器產(chǎn)生的高電壓用于擊穿空氣，產(chǎn)生低溫等離子體。
11.本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：
12.本實(shí)用新型實(shí)施例中，低溫等離子體發(fā)生器僅用電池供電，無需外接電源，安全可靠；另本裝置無需添加任何稀有氣體來產(chǎn)生低溫等離子體，而是直接擊穿空氣來產(chǎn)生低溫等離子體，結(jié)構(gòu)簡單；本裝置還配有人機(jī)交互單元，該單元的觸摸屏可完成裝置的開始與停止控制，觸摸屏還可顯示低溫等離子體發(fā)生器工作的時(shí)間長度及工作的電流與電壓大小。本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)際上是控制壓電變壓器產(chǎn)生脈沖高壓，高壓通過隔離罩后擊穿空氣產(chǎn)生低溫等離子體。因此，本技術(shù)的技術(shù)方案可操作性強(qiáng)，可隨時(shí)進(jìn)行低溫等離子體輸出且操作便捷。本實(shí)用新型實(shí)施例壓電變壓器產(chǎn)生的高壓前端配有隔離罩，操作人員與高壓存在隔離，保證了低溫等離子體輸出過程中的安全性。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例可以提高低溫等離子體發(fā)生裝置的操作便捷性及提高輸出效率。
附圖說明
13.此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本技術(shù)的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本技術(shù)的原理。
14.為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
15.圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一低溫等離子體發(fā)生器裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
16.圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的人機(jī)交互單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
17.圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的控制單元的電路示意圖；
具體實(shí)施方式
18.為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本技術(shù)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本技術(shù)保護(hù)的范圍。
19.為了更好地理解本技術(shù)，下面結(jié)合附圖來詳細(xì)解釋本技術(shù)的實(shí)施方式。
20.本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種低溫等離子體發(fā)生器。參見圖1，圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一低溫等離子體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的低溫等離子體發(fā)生器，主要包括：電池11、人機(jī)交互單元12、控制單元13、壓電變壓器14和隔離罩15；
21.所述電池11的正極與所述人機(jī)交互單元12的第一輸入端電連接，所述電池11的負(fù)極與所述人機(jī)交互單元12的第二輸入端電連接；電池11用于給整個(gè)裝置供電。可選地，電池11可以是紐扣電池或可充電電池等，電池類型可以根據(jù)需要自行選取。
22.所述人機(jī)交互單元12的第一輸出端與所述控制單元13的第一輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元12的第二輸出端與所述控制單元13的第二輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元12的第三輸入端與所述控制單元13的第一輸出端電連接；所述人機(jī)交互單元12用于當(dāng)需要產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)控制所述控制單元13工作，以及顯示所述控制單元13工作時(shí)長與電
流、電壓大小；
23.所述控制單元13的第二輸出端與所述壓電變壓器14的第一輸入端電連接；所述控制單元13的第三輸出端與所述壓電變壓器14的第二輸入端電連接；所述隔離罩15置于所述壓電變壓器14前端部，用于隔離所述壓電變壓器14產(chǎn)生的高電壓；
24.進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)人機(jī)交互單元12結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解釋，參見圖2，圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的人機(jī)交互單元的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，所述人機(jī)交互單元12包括：觸摸按鈕121、電壓轉(zhuǎn)換電路122和觸摸屏123；
25.所述觸摸按鈕121與所述電壓轉(zhuǎn)換電路122連接；所述觸摸屏123與所述電壓轉(zhuǎn)換電路122連接；所述電壓轉(zhuǎn)換電路122的第一輸入端為所述人機(jī)交互單元12的第一輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路122的第二輸入端為所述人機(jī)交互單元12的第二輸入端；所述觸摸屏123的輸入端為所述人機(jī)交互單元12的第三輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換電路122的第一輸出端為所述人機(jī)交互單元12的第一輸出端；所述電壓轉(zhuǎn)換電路122的第二輸出端為所述人機(jī)交互單元12的第二輸出端；
26.進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例對(duì)控制單元13的電路示意圖進(jìn)行了解釋，參見圖3，圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種控制單元的電路示意圖。如圖3所示，所述控制單元13包括主控模塊131、信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132。
27.所述主控模塊131的第一輸入端為所述控制單元13的第一輸入端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132第二輸入端為所述控制單元13的第二輸入端；所述主控模塊131的第一輸出端為所述控制單元13的第一輸出端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132的第一輸出端為所述控制單元13的第二輸出端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132的第二輸出端為所述控制單元13的第三輸出端；所述主控模塊131的第二輸出端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132的第四輸入端電連接；所述主控模塊131的第二輸入端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132的第六輸出端電連接；所述主控模塊131的第三輸入端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132的第七輸出端電連接；其中，主控模塊可以是mcu，可以是dsp或其他單片機(jī)。
28.進(jìn)一步地，繼續(xù)參見圖2人機(jī)交互單元的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電壓轉(zhuǎn)換電路122包括：第一電源芯片、第二電源芯片和第一端子；
29.所述第一電源芯片第三輸入端與觸摸按鈕電連接；所述第一電源芯片第一輸出端與觸摸屏及第二電源芯片第四輸入端電連接；所述第一電源芯片第一輸出端與第一端子第一端電連接；所述第二電源芯片第二輸出端與第一端子第二端電連接；所述第一端子第一端為人機(jī)交互單元第一輸出端；所述第一端子第二端為人機(jī)交互單元第二輸出端；
30.進(jìn)一步地，繼續(xù)參見圖3控制單元的電路示意圖，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路132包括：邏輯芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、第一放大器、第二放大器、開關(guān)管芯片、電流檢測芯片、電壓檢測芯片和第二端子；
31.所述邏輯芯片的輸入端與所述主控模塊的第二輸出端電連接，所述邏輯芯片的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)芯片的第一輸入端電連接，所述驅(qū)動(dòng)芯片的參考輸入端接入?yún)⒖茧妷盒盘?hào)，所述驅(qū)動(dòng)芯片的第一輸出端與所述第一放大器的第一輸入端電連接，所述第一放大器的第二輸入端與所述第一放大器的輸出端電連接，所述第一放大器的輸出端和所述開關(guān)管芯片的第九輸入端電連接，所述驅(qū)動(dòng)芯片的第二輸出端與所述第二放大器的第一輸入端電連接，所述第二放大器的第二輸入端與所述第二放大器的輸出端電連接，所述第二放大器
的輸出端和所述開關(guān)管芯片的第十輸入端電連接；所述開關(guān)管芯片的第八輸入端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路第二輸入端；所述開關(guān)管芯片的第一輸出端與所述第二端子第一端及所述電流檢測芯片輸入端電連接；所述開關(guān)管芯片的第二輸出端與所述第二端子第二端及所述電壓檢測芯片輸入端電連接；所述第二端子第一端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第一輸出端；所述第二端子第二端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第二輸出端；其中，開關(guān)管芯片可以由mosfet、igbt、三極管一種或幾種構(gòu)成，優(yōu)選的是mosfet。
32.具體地，操作人員通過低溫等離子體發(fā)生器人機(jī)交互單元的觸摸按鈕控制電壓轉(zhuǎn)換電路工作。電壓轉(zhuǎn)換電路接收到觸摸按鈕信號(hào)后，第一電源芯片將電池電壓轉(zhuǎn)換成3.3v直流電，并為第二電源芯片、控制單元的主控模塊、邏輯芯片、第一放大器、第二放大器、電流檢測芯片及電壓檢測芯片供電。第二電源芯片得到3.3v電壓后，輸出20-24v直流電壓，為開關(guān)管芯片供電。主控模塊得到電源后，開始執(zhí)行內(nèi)部程序，首先讀取信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的電流檢測芯片與電壓檢測芯片的輸出信號(hào)，然后輸出3.3v脈沖控制信號(hào)，3.3v脈沖控制信號(hào)經(jīng)邏輯芯片后變成5v脈沖控制信號(hào)，5v脈沖控制信號(hào)經(jīng)過驅(qū)動(dòng)芯片后，變成兩路5-7v互補(bǔ)的脈沖控制信號(hào)，兩路5-7v互補(bǔ)的脈沖控制信號(hào)經(jīng)過第一放大器與第二放大器后，增加了驅(qū)動(dòng)能力，然后控制開關(guān)管芯片中的兩個(gè)開關(guān)管工作，產(chǎn)生24v高頻電壓信號(hào)，驅(qū)動(dòng)壓電變壓器工作，壓電變壓器輸出高壓，然后擊穿空氣，產(chǎn)生低溫等離子體，同時(shí)主控模塊繼續(xù)讀取信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的電流檢測芯片與電壓檢測芯片的輸出信號(hào)，根據(jù)反饋信號(hào)對(duì)3.3v脈沖控制信號(hào)進(jìn)行頻率與占空比調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)低溫等離子體發(fā)生器的輸出功率閉環(huán)控制。因?yàn)閴弘娮儔浩鳟a(chǎn)生的是高電壓，所以增加了隔離罩進(jìn)行安全隔離。
33.該實(shí)施例未詳細(xì)描述的部分，可以參照?qǐng)D1-圖3所示的各實(shí)施例，本實(shí)施例與上述各實(shí)施例之間可以互相參照，在此不再贅述。
34.以上所述僅是本技術(shù)的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本技術(shù)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本技術(shù)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本技術(shù)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
技術(shù)特征：
1.一種低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于，包括：電池、人機(jī)交互單元、控制單元、壓電變壓器和隔離罩；所述電池的正極與所述人機(jī)交互單元的第一輸入端電連接，所述電池的負(fù)極與所述人機(jī)交互單元的第二輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元的第一輸出端與所述控制單元的第一輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元的第二輸出端與所述控制單元的第二輸入端電連接；所述人機(jī)交互單元的第三輸入端與所述控制單元的第一輸出端電連接；所述人機(jī)交互單元用于當(dāng)需要產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)控制所述控制單元工作，以及顯示所述控制單元工作時(shí)長、電流與電壓大小；所述控制單元的第二輸出端與所述壓電變壓器的第一輸入端電連接；所述控制單元的第三輸出端與所述壓電變壓器的第二輸入端電連接；所述隔離罩置于所述壓電變壓器前端部，用于隔離所述壓電變壓器產(chǎn)生的高電壓。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述人機(jī)交互單元包括：觸摸按鈕、電壓轉(zhuǎn)換電路和觸摸屏；所述觸摸按鈕與所述電壓轉(zhuǎn)換電路連接；所述觸摸屏與所述電壓轉(zhuǎn)換電路連接；所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第一輸入端為所述人機(jī)交互單元的第一輸入端，所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第二輸入端為所述人機(jī)交互單元的第二輸入端；所述觸摸屏的輸入端為所述人機(jī)交互單元的第三輸入端；所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端為所述人機(jī)交互單元的第一輸出端；所述電壓轉(zhuǎn)換電路的第二輸出端為所述人機(jī)交互單元的第二輸出端。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述控制單元包括：主控模塊、信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路；所述主控模塊的第一輸入端為所述控制單元的第一輸入端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路第二輸入端為所述控制單元的第二輸入端；所述主控模塊的第一輸出端為所述控制單元的第一輸出端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第一輸出端為所述控制單元的第二輸出端；所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第二輸出端為所述控制單元的第三輸出端；所述主控模塊的第二輸出端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第四輸入端電連接；所述主控模塊的第二輸入端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第六輸出端電連接；所述主控模塊的第三輸入端與所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第七輸出端電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括：第一電源芯片、第二電源芯片和第一端子；所述第一電源芯片第三輸入端與觸摸按鈕電連接；所述第一電源芯片第一輸出端與觸摸屏及第二電源芯片第四輸入端電連接；所述第一電源芯片第一輸出端與第一端子第一端電連接；所述第二電源芯片第二輸出端與第一端子第二端電連接；所述第一端子第一端為人機(jī)交互單元第一輸出端；所述第一端子第二端為人機(jī)交互單元第二輸出端。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫等離子體發(fā)生器，其特征在于，所述信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路包括：邏輯芯片、驅(qū)動(dòng)芯片、第一放大器、第二放大器、開關(guān)管芯片、電流檢測芯片、電壓檢測芯片和第二端子；所述邏輯芯片的輸入端與所述主控模塊的第二輸出端電連接，所述邏輯芯片的輸出端與所述驅(qū)動(dòng)芯片的第一輸入端電連接，所述驅(qū)動(dòng)芯片的參考輸入端接入?yún)⒖茧妷盒盘?hào)，所述驅(qū)動(dòng)芯片的第一輸出端與所述第一放大器的第一輸入端電連接，所述第一放大器的第二
輸入端與所述第一放大器的輸出端電連接，所述第一放大器的輸出端和所述開關(guān)管芯片的第九輸入端電連接，所述驅(qū)動(dòng)芯片的第二輸出端與所述第二放大器的第一輸入端電連接，所述第二放大器的第二輸入端與所述第二放大器的輸出端電連接，所述第二放大器的輸出端和所述開關(guān)管芯片的第十輸入端電連接；所述開關(guān)管芯片的第八輸入端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路第二輸入端；所述開關(guān)管芯片的第一輸出端與所述第二端子第一端及所述電流檢測芯片輸入端電連接；所述開關(guān)管芯片的第二輸出端與所述第二端子第二端及所述電壓檢測芯片輸入端電連接；所述第二端子第一端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第一輸出端；所述第二端子第二端為信號(hào)驅(qū)動(dòng)與檢測電路的第二輸出端。
技術(shù)總結(jié)
本實(shí)用新型公開了一種低溫等離子體發(fā)生器，包括：電池、人機(jī)交互單元、控制單元、壓電變壓器和隔離罩。電池與人機(jī)交互單元和控制單元順序連接，為整個(gè)發(fā)生器供電。人機(jī)交互單元用于當(dāng)需要產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)控制所述控制單元工作，以及顯示控制單元工作時(shí)長、電流及電壓大小。控制單元與壓電變壓器電連接，控制單元產(chǎn)生高頻變化電壓驅(qū)動(dòng)波形，用于控制壓電變壓器產(chǎn)生高電壓，高電壓通過隔離罩擊穿空氣，從而產(chǎn)生低溫等離子體。本實(shí)用新型可以提高低溫等離子體發(fā)生裝置的操作便捷性、提高效率，以及降低裝置體積與成本。以及降低裝置體積與成本。以及降低裝置體積與成本。
