阅读说明：本技术 一种便携式等离子体杀菌消毒装置 (Portable plasma sterilizing and disinfecting device ) 是由 李三喜 刘文正 徐帅 于 2021-06-08 设计创作，主要内容包括：本发明实施例提供了一种便携式等离子体杀菌消毒装置,包括：盒体,连接有上盖,上盖可闭合形成封闭内腔,内腔用于放置被处理物；镜子,设置于上盖内部表面,用于反射紫外线；臭氧分解模块,设置于盒体内部,用于降低臭氧浓度；放电电极,搭载于臭氧分解模块上部,用于生成低温等离子体,等离子体扩散于整个电极表面；紫外灯,设置于盒体内部两侧且位于放电电极上方,可发射紫外线。本发明实施例提供了一种便携式等离子体杀菌消毒装置,大气压空气辉光放电的等离子体密度远高于电晕放电生成的等离子体密度,保证了杀菌装置在杀灭病毒、除臭、分解有机污染物方面的可靠性,同时,采用紫外灯联合等离子体的方式极大增加了杀菌效率。(The embodiment of the invention provides a portable plasma sterilization and disinfection device, which comprises: the box body is connected with an upper cover, the upper cover can be closed to form a closed inner cavity, and the inner cavity is used for placing an object to be processed; a mirror disposed on an inner surface of the upper cover for reflecting ultraviolet rays; the ozone decomposition module is arranged in the box body and used for reducing the concentration of ozone; the discharge electrode is carried on the upper part of the ozone decomposition module and is used for generating low-temperature plasma which is diffused on the whole electrode surface; the ultraviolet lamps are arranged on two sides in the box body and positioned above the discharge electrodes and can emit ultraviolet rays. The embodiment of the invention provides a portable plasma sterilization and disinfection device, the density of plasma generated by atmospheric pressure air glow discharge is far higher than that of plasma generated by corona discharge, the reliability of the sterilization device in the aspects of virus killing, deodorization and organic pollutant decomposition is ensured, and meanwhile, the sterilization efficiency is greatly improved by adopting a mode of combining an ultraviolet lamp with the plasma.)

一种便携式等离子体杀菌消毒装置

技术领域

本发明涉及气体放电等离子体生成

技术领域

，尤其涉及一种便携式等离子体杀菌消毒装置。

背景技术

传统的抗生素及消毒剂效力下降，对公众的健康造成了重大威胁，使得人们对于医疗卫生领域的需求愈发强烈。

随着等离子体技术的飞速发展，其应用越来越广泛，在空气净化、医疗消毒等方面，作为一种新型的高效净化消毒手段，与传统方法相比，其展现出了高效率、低耗时、绿色环保等显著优势。

等离子体的杀菌原理是利用等离子体包含的大量活性成分，如带电粒子、紫外线、处于激发态和亚稳态的粒子以及化学活性粒子(包括活性氧粒子ROS和活性氮粒子RNS)等与细菌的细胞膜、蛋白质和DNA等成分发生反应，从而破坏细菌的结构使其失活。而目前的灭菌技术如紫外线，对人体有害且杀灭的细菌存在光复活现象，效率低，杀菌效果差；电晕放电生成的等离子体存在放电电压高(数万伏)、等离子体生成密度低、处理效率和效果差的缺点；电弧放电等离子体因高温，高能耗等特征限制了其应用范围。

发明内容

本发明的实施例提供了一种便携式等离子体杀菌消毒装置，目的在于设计一种低功耗，低臭氧型的高效率消毒灭菌、净化除臭的便携式装置，并且能够减少臭氧排放量。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种便携式等离子体杀菌消毒装置，包括：

盒体，连接有上盖，所述上盖可闭合形成封闭内腔，所述内腔用于放置被处理物；

镜子，设置于所述上盖内部表面，用于反射紫外线；

臭氧分解模块，设置于所述盒体内部，用于降低臭氧浓度；

放电电极，搭载于所述臭氧分解模块上部，用于生成低温等离子体，所述等离子体扩散于整个电极表面；

紫外灯，设置于所述盒体内部两侧且位于放电电极上方，可发射紫外线。

优选地，所述臭氧分解模块为蜂窝状多孔活性炭搭载臭氧分解催化剂。

优选地，所述放电电极为多个，各放电电极相互平行且间隔一定距离。

优选地，所述装置还包括高压输出电路的电源系统，所述电源系统与放电电极连接。

优选地，所述放电电极包括：高压电极、绝缘介质和接地电极；

所述高压电极外部包裹有绝缘介质，所述接地电极呈螺旋状缠绕于绝缘介质表面；

所述高压电极通过引线与电源系统的高压端相连，接地电极通过引线与接地端相连。

优选地，所述高压电极为刚性体结构，所述接地电极为柔性体结构。

优选地，所述高压电极采用铜材料，所述接地电极采用碳纤维材料，所述绝缘介质为聚四氟乙烯。

优选地，所述盒体与上盖通过铰链连接。

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便携式等离子体杀菌消毒装置，与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)大气压空气辉光放电的等离子体密度远高于电晕放电生成的等离子体密度，这可以保证杀菌装置在杀灭病毒、除臭、分解有机污染物方面的可靠性，杀灭病毒的范围及效率大大提高。

(2)传统意义上的放电电极，其高、低压电极之间间隔一定的距离，放电产生在电极空隙之间。而本发明采用非对称电极结构形成特殊的电场分布，在开放式的放电空间内，通过形成弯曲的电力线和梯度变化的非均匀电场，有效限制α过程中电子崩的发展，为空气中辉光放电的形成创造了条件。通过接触式电极结构的设计，构造具有强弱变化的空间电场，利用预放电为弱电场空间提供种子电子，实现了大气压空气中弥散的辉光放电。同时，利用碳纤维等材料能够抑制二次电子放出的性质，形成单侧介质阻挡放电，并且利用微放电下的场致发射使放电容易实现的特点，采用具有微放电特征的电极起到降低放电电压的作用。

(3)本发明的接触式电极结构的设计，大大增加了作用区，具有更高的杀灭病毒空间利用率；生成的等离子体具有良好的低温特性和较强的扩散能力，使得被处理物与放电产生的等离子体的接触面积得到有效增加，能够很好地提高杀灭病毒效率。接触式电极结构能够有效降低起始放电电压，也即降低了对绝缘的要求。

(4)采用紫外灯联合等离子体的方式极大增加了杀菌效率。紫外灯可以迅速破坏细菌内部DNA，等离子体则可以迅速破坏细菌细胞膜，蛋白质等结构，对细菌造成不可逆的破坏，使细菌彻底失活。

(5)采用臭氧分解催化剂可以降低由放电电极产生的作为等离子体派生物的臭氧的浓度。上盖内部表面加装镜子可以反射紫外线，使紫外线可以弥漫于盒内整个空间，提高杀菌效率。

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便携式等离子体杀菌消毒装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种便携式等离子体杀菌消毒装置的俯视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种便携式等离子体杀菌消毒装置的剖面结构示意图；

图4为本发明实施例提供的接触式放电电极结构示意图。

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。

本发明实施例一种便携式等离子体杀菌消毒装置，如图1-3所示，包括：上盖1、镜子2、盒体3、臭氧分解模块4、放电电极5、紫外灯6和具有高压输出电路的电源系统，其中，电源系统与放电电极5连接。

上盖1内部表面安装有镜子2，上盖1和盒体3通过铰链连接，上盖1与盒体 3能够闭合形成封闭内腔，亦能够打开放入或取出被处理物，该内腔能够用于存放需要杀菌的被处理物。盒体3内部最下层安装有臭氧分解模块4，臭氧分解模块4上部排放有一层放电电极5，各放电电极间隔5mm平行放置，在放电电极5上部盒体3内部两侧安装有紫外灯6。

如图4所示，放电电极5包括高压电极7、绝缘介质8和接地电极9，高压电极7为刚性体结构，接地电极9为柔性体结构，高压电极7外部包裹有绝缘介质 8，接地电极9呈螺旋状缠绕于绝缘介质8表面。高压电极7通过引线与高频高压交流电源的高压端相连，接地电极9通过引线与接地端相连。电源系统接通后，所有高压电极与接地电极的交界及其附近区域表面发生辉光放电，生成大量低温等离子体及活性粒子，并扩散于整个电极表面。在等离子体与活性粒子的作用下，被处理物如口罩，手套等表面附着的细菌、病毒等毒害物质会被有效杀死。

本发明实施例中，采用的是频率为6kHz、最大输出电压为3kV的高频高压电源。

高压电极采用铜材料。

绝缘介质采用聚四氟乙烯，接地电极采用碳纤维。

辉光放电等离子体具有均匀性良好，效率高，能耗低等优势，能有效实现深处理。本发明的放电电极采用的接触式电极结构及碳纤维电极材料能有效增强放电的均匀性，降低起始放电电压，并使附加生成的臭氧含量减少。

紫外灯6通过引线与220V交流电源相连，能产生254nm波长的紫外线，通过上盖1表面的镜子2反射，可将紫外线弥漫于整个盒体3空间，有效杀灭被处理物表面附着的病菌，并通过与等离子体相配合，彻底杀死细菌，避免细菌出现光复活现象。

臭氧分解模块4为蜂窝状多孔活性炭搭载臭氧分解催化剂。臭氧分解模块 4安装于盒体3底部并与放电电极5接触，因臭氧密度大于空气密度且与放电电极直接接触，可有效降低放电过程中产生的臭氧浓度，避免对人体产生危害。

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。

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。