專(zhuān)利名稱(chēng)：手持式等離子體電筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于等離子體發(fā)生裝置，具體涉及一種手持式等離子體電筒。
背景技術(shù)：
大氣壓非平衡等離子體是在大氣壓下產(chǎn)生的等離子體，電子的溫度可高達(dá)數(shù)萬(wàn)度，而離子和中性粒子的溫度遠(yuǎn)小于電子溫度，接近或者和室溫相當(dāng)，因此放電氣體的溫度也接近室溫。非熱平衡等離子體可作為高活性反應(yīng)物廣泛應(yīng)用于多種領(lǐng)域，如等離子體沉積和鍍膜、刻蝕、表面處理、化學(xué)凈化，生物凈化以及醫(yī)學(xué)應(yīng)用。在現(xiàn)有技術(shù)中，大氣壓下等離子體的產(chǎn)生方法主要有介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體、等離子體射流、微孔放電等。以下是兩種常見(jiàn)的現(xiàn)有非熱平衡等離子體裝置 (I)介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體噴流裝置，見(jiàn)中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)01232770，專(zhuān)利名稱(chēng)為“介質(zhì)阻擋放電等離子體噴流裝置”，其中公開(kāi)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體噴流裝置，該裝置如圖I所示，包括介質(zhì)管22、高壓電極7、氣體調(diào)控開(kāi)關(guān)24、工作氣體源25、電源1，圓環(huán)形高壓電極7內(nèi)嵌于介質(zhì)管22上部管壁內(nèi)，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)23與電源I連接，介質(zhì)管22與工作氣體源25連通，由氣體調(diào)控開(kāi)關(guān)24控制工作氣體26的流量。其電源是交流電源、脈沖直流電源或者射頻電源。該裝置工作時(shí)，需要工作氣體源、以及氣體流量控制設(shè)備，其驅(qū)動(dòng)電源是外置的電源，價(jià)格昂貴、體積龐大、安裝復(fù)雜，電源設(shè)備的低壓端和機(jī)體外殼都需要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接地來(lái)提供地電位，因此，電源裝置和等離子體的產(chǎn)生裝置不可能一體化、小型化，不適宜廣泛的、大規(guī)模的應(yīng)用。(2)非平衡空氣等離子體射流裝置，見(jiàn) Yong Cheol Hong etal. “Microplasma jetat atmospheric pressure” Appl Physics Letter 89, 221504 (2006),其中描述了一種大氣壓下以氮?dú)鉃楣ぷ鳉怏w產(chǎn)生等離子射流的裝置，該裝置如圖2所示，包括電極7、接地電極10、介質(zhì)圓片27、介質(zhì)容器22和(交流)電源1，電極7和接地電極10由介質(zhì)圓片27隔開(kāi)，并共同置于介質(zhì)容器22中，(交流)電源I連接電極7和接地電極10;工作時(shí)，(交流)電源I調(diào)至高壓，頻率20千赫茲，以3升/秒的流量速度向介質(zhì)容器22輸入工作氣體26(氮?dú)?，在電極7和接地電極10間進(jìn)行放電產(chǎn)生等離子體，并從氣體輸出口 28以約255米/秒的速度噴射出等離子體射流8，射流的溫度只有在末端才接近室溫，向靠近噴嘴的方向移動(dòng)，射流8的溫度升高很快。該裝置產(chǎn)生的空氣射流實(shí)際上是通過(guò)高速(接近聲速)氣流將電極7和10之間發(fā)生的弧光放電吹出來(lái)的，射流的溫度僅在末端才接近室溫，對(duì)于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用存在不安全因素；而且，該裝置的電源也是外置的交流電源，電源設(shè)備的低壓端和機(jī)體外殼都需要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接地來(lái)提供地電位，因此，整體裝置不可能實(shí)現(xiàn)一體化、小型化、低成本。如上所述，現(xiàn)有技術(shù)中均存在類(lèi)似的不足都需要昂貴、沉重、巨大的電源設(shè)備產(chǎn)生高壓，所有的電源設(shè)備低壓端和機(jī)體外殼都需要通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接地來(lái)提供地電位，而且，大多需要通入工作氣體，這些因素都使得產(chǎn)生等離子體的成本極其昂貴、使用非常復(fù)雜，導(dǎo)致等離子體的產(chǎn)生裝置不可能做到一體化、小巧化、低成本。使得大氣壓等離子體的大規(guī)模應(yīng)用和普遍推廣受到很大的限制。雖然大氣壓等離子體在很多領(lǐng)域的應(yīng)用具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是由于成本以及操作性等原因，大氣壓等離子體技術(shù)及裝置一直沒(méi)有得到推廣和應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種方便移動(dòng)、使用簡(jiǎn)單的手持式等離子體電筒，其能夠解決現(xiàn)有大氣壓等離子體裝置存在的電源昂貴、體積龐大、電源工作必須接地、不能移動(dòng)、產(chǎn)生的等離子體面積小等問(wèn)題。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的 —種手持式等尚子體電筒,包括電筒外殼、電池架、可充電電池、低壓開(kāi)關(guān)、升壓器、第一電阻、第二電阻、電極接口、電極、升壓器固定架以及電極接口固定架，可充電電池通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)和升壓器連接，電池架置于電筒外殼的下部，可充電電池置于電筒外殼內(nèi)，并由電池架固定，電筒外殼是中空的腔體且上端設(shè)置有容納電極的開(kāi)口，并具有由導(dǎo)電材料制成的手持部分，升壓器由升壓器固定架固定在電筒外殼的內(nèi)部，升壓器的高壓輸出端經(jīng)過(guò)第一電阻與電極接口連接，升壓器的低壓端經(jīng)過(guò)第二電阻和電筒外殼的手持部分連接，電極接口固定在電筒外殼內(nèi)部，電極設(shè)置在電筒外殼的開(kāi)口內(nèi)中心軸線(xiàn)處，并通過(guò)與電極接口的連接來(lái)固定。本實(shí)用新型的手持式等離子體電筒進(jìn)一步包括噴嘴，噴嘴設(shè)置于電筒外殼的開(kāi)口上，噴嘴為直管、彎管、或者上端封口的微孔管，噴嘴的截面為圓形、扁平形、圓錐形、弧形、喇口八形或多邊形，噴嘴的截面的內(nèi)徑最小為10 μ m,外徑最小為100 μ m,噴嘴是由聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料制成。電筒外殼的手持部分位于外殼的下部，其形狀為圓柱形、扁圓體形或方體形，電筒外殼上端開(kāi)口的形狀為圓形、圓錐形、圓弧形或喇叭形，電筒外殼手持部分之外為聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料制成?！N手持式等尚子體電筒,包括電筒外殼、電池架、可充電電池、低壓開(kāi)關(guān)、升壓器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、電極接口、電極、升壓器固定架、電極接口固定架以及高壓電纜，可充電電池通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)和升壓器連接，電筒外殼包括高壓外殼和低壓外殼，電池架置于低壓外殼的下部，可充電電池置于低壓外殼內(nèi)，并由電池架固定，低壓外殼和高壓外殼均具有由導(dǎo)電材料制成的手持部分，低壓外殼是中空的腔體且上端具有高壓電纜的連接口，高壓電纜一端的屏蔽層和低壓外殼的手持部分連接，高壓電纜另一端的屏蔽層和高壓外殼的手持部分連接，升壓器由升壓器固定架固定在低壓外殼的內(nèi)部，升壓器的高壓端通過(guò)第一電阻和高壓電纜一端的高壓線(xiàn)芯連接，高壓電纜另一端的高壓線(xiàn)芯通過(guò)第三電阻和電極接口連接，升壓器的低壓端通過(guò)第二電阻和低壓外殼的手持部分連接，電極接口固定在高壓外殼內(nèi)部，高壓外殼是中空的腔體，高壓外殼的下端具有高壓電纜的連接口，高壓外殼的上端具有容納電極的開(kāi)口，電極設(shè)置在高壓外殼上端開(kāi)口內(nèi)的中心軸線(xiàn)處，并通過(guò)與電極接口連接固定。本實(shí)用新型的手持式等離子體電筒還包括噴嘴，噴嘴設(shè)置于電筒高壓外殼的開(kāi)口上，噴嘴為直管或彎管，噴嘴的截面為圓形、扁平形、圓錐形、弧形、喇叭形或多邊形，噴嘴的截面的內(nèi)徑最小為IOym,外徑最小為100 μ m,噴嘴是由聚四氣乙稀燒氧基樹(shù)脂或塑料制成。本實(shí)用新型的手持式等離子體電筒還包括單端封口管，其設(shè)置于高壓外殼的上端開(kāi)口處用于收容電極，并和高壓外殼的手持部分連接，單端封口管為直管或彎管，單端封口管的管壁和封口端具有均勻分布的微孔，微孔的孔徑范圍為50 μ m至2mm，孔間距為500 μ m至5mm，單端封口管的管徑大于電極的直徑。低壓外殼的手持部分和高壓外殼的手持部分的形狀為圓柱形、扁圓體形或方體形，低壓外殼和高壓外殼除手持部分以外的材料為聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料。可充電電池為3 12V的電池，升壓器為立方體形狀，升壓器的尺寸為長(zhǎng)小于300mm,寬小于100mm,高小于100mm?？沙潆婋姵貫? 12V的電池，升壓器為圓柱體形狀或者扁圓體形狀，升壓器的尺寸為底面直徑小于300mm,高小于100mm。電極為針形、直管形、彎管形或微孔管形，當(dāng)電極為針形時(shí)，其直徑為ΙΟΟμπι 1mm。當(dāng)電極為直管形、彎管形或微孔管形時(shí),其內(nèi)徑為10 μ m Imm,外徑為小于2mm。電極是由多個(gè)電極并聯(lián)組成的電極集合，組成大面積陣列排布，該電極集合的排布為線(xiàn)性、圓形以及多邊形。升壓器的高壓輸出端是直流電壓、或者脈沖直流電壓。本實(shí)用新型包括以下優(yōu)點(diǎn)I)使用可充電電池提供能量，作為激勵(lì)源，使電源和等離子體發(fā)生器一體化，小巧、方便、安全、價(jià)格低廉；2)電源、升壓器、電阻、電極等電路連接集中在電池外殼內(nèi)部，整個(gè)裝置一體化、操作簡(jiǎn)單、安全；3)由于整個(gè)電筒裝置(包括高壓輸出端)不需要導(dǎo)線(xiàn)接地，使本實(shí)用新型的裝置脫離了地面的束縛和固定地點(diǎn)使用的束縛，手持使用、方便移動(dòng)、方便大眾使用、也利于工業(yè)應(yīng)用；4)由于本實(shí)用新型可以方便地連接高壓電纜，使高壓外殼(等離子體發(fā)生器部分)做得更小，更加方便地移動(dòng)和操作，非常適合于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

圖I為現(xiàn)有技術(shù)介質(zhì)阻擋放電等離子體噴流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)交流非平衡空氣等離子體射流裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的第四個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7(a)、圖7(b)分別為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的針狀電極的側(cè)視圖和俯視圖。圖8為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的彎管狀電極的側(cè)視圖。圖9(a)、圖9(b)為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的電極集合的側(cè)視圖和俯視圖。[0037]圖10為電極集合呈圓環(huán)形陣列的俯視圖。圖11 (a)、圖11(b)分別為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖。圖12 (a)、圖12(b)分別為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的另一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖。圖13 (a)、圖13(b)分別為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的又一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖。圖14(a)、圖14(b)分別為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的單端封口管的截面圖和軸向剖視圖。圖15為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的電筒外殼的軸向剖視圖。圖16(a)為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的一種低壓外殼的軸向剖視圖。圖16(b)為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的一種高壓外殼的軸向剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。如圖3所示，本實(shí)用新型第一個(gè)實(shí)施例的手持式等離子體電筒包括可充電電池I、低壓開(kāi)關(guān)2、升壓器3、第一電阻4、第二電阻9、電極接口 6、電極7、噴嘴11、電筒外殼12、電筒外殼的手持部分10、電池架13、電極接口固定架15以及升壓器固定架16?？沙潆婋姵豂通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)2和升壓器3的輸入端連接，升壓器3的高壓輸出端經(jīng)過(guò)第一電阻4和電極接口 6連接，電極接口 6固定在電筒外殼12內(nèi)部，電極7和電極接口 6連接，并通過(guò)電極接口 6固定在電筒外殼上端開(kāi)口內(nèi)中線(xiàn)軸線(xiàn)處，升壓器3的低壓端經(jīng)過(guò)第二電阻9和電筒外殼的手持部分10連接。工作時(shí)，手持電筒外殼(電筒外殼的手持部分設(shè)計(jì)在最方便握著電筒的位置)，人體只需通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)2打開(kāi)可充電電池1，就會(huì)在電極7的前端、電筒外殼12開(kāi)口內(nèi)以及噴嘴11內(nèi)產(chǎn)生均勻的等離子體，并沿著噴嘴噴向大氣中，在噴嘴11外形成一定長(zhǎng)度的、均勻的、等離子體束8，噴嘴的形狀和尺寸可以改變等離子體的形狀和尺寸。當(dāng)人體或者其他處理對(duì)象靠近等離子體束8，直至接觸噴嘴11，甚至接觸電極7的過(guò)程中，放電都是輝光放電，不會(huì)產(chǎn)生火花或者電弧，因此，該等離子體是安全的。通過(guò)調(diào)節(jié)輸入電源的電壓、升壓器的參數(shù)、以及電路中的電阻，可以調(diào)節(jié)等離子體的參數(shù)(包括長(zhǎng)度、密度、溫度、電流大小
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寸/ ο當(dāng)手持式等離子體電筒工作時(shí)，升壓器的把低壓直流電壓升高，并調(diào)制成需要的波形直流高壓或者脈沖直流高壓。升壓器的傳輸功率小于100W，其尺寸為長(zhǎng)小于300_，寬小于100mm，高小于100mm。無(wú)論輸出端是直流高壓或者脈沖直流高壓，產(chǎn)生的放電都是脈沖輝光放電，該脈沖放電的頻率和脈寬可以通過(guò)改變電路參數(shù)來(lái)改變。脈沖放電的半高寬IOns Ius之間，放電頻率范圍較大，從工頻到射頻波段，因此，輝光放電形成的等離子體是非平衡的常溫等離子體，人體可直接觸摸，沒(méi)有任何電的刺激和灼熱感。第三電阻5為50千歐 500兆歐，第二電阻9為O 500兆歐；可充電電池I的輸出電壓為3 12V，升壓器3的輸出端為直流高壓或脈沖直流高壓，第三電阻5和第二電阻9的作用一是和電路中的雜散電容匹配，使產(chǎn)生的放電為脈沖放電，且使放電無(wú)振蕩；其次有限制電流的作用。通過(guò)改變電阻可以調(diào)控等離子體的特性(長(zhǎng)度、強(qiáng)弱、溫度等)。由于電筒外殼的手持部分10為導(dǎo)電材料，因此，升壓器3的低壓輸出端經(jīng)過(guò)第二電阻和人體與地連接，通過(guò)人體給升壓器3提供一個(gè)地電位，升壓器3的低壓端電壓為安全電壓，第二電阻9進(jìn)一步限定了低壓端回路的電流，因此，手持電筒外殼是安全可靠的。使用中，即使手沒(méi)有接觸電筒外殼的手持部分，由于電筒外殼產(chǎn)生的雜散電容大，約50 300pF,雜散電容的充放電給電極放電提供放電回路，產(chǎn)生等離子體8。實(shí)驗(yàn)中，可改變阻值和升壓器的參數(shù)，具體有以下幾種①可充電電池I的輸出電壓為12V，第三電阻5和第二電阻9均為100兆歐，升壓器3的輸出端為直流高壓或脈沖直流高壓，使用中，手接觸電筒外殼的手持部分，產(chǎn)生輝光放電，在噴嘴11外形成長(zhǎng)2cm、均勻的、噴泉狀的等離子體束8。放電電流為脈沖模式，頻率10kHz，幅值20mA略有波動(dòng)；使用中，手不接觸電筒外殼的手持部分，產(chǎn)生輝光放電，在噴嘴11外形成長(zhǎng)I. 3cm、均勻的、噴泉狀的等離子體束8，放電電流為脈沖模式，頻率8kHz，幅值15mA略有波動(dòng)；②可充電電池I的輸出電壓為9V，第三電阻5為200兆歐，第二電阻9為10兆歐，升壓器3的輸出端為脈沖直流高壓，脈沖頻率8kHz有波動(dòng)，產(chǎn)生的等離子體長(zhǎng)約2. 5cm,電流幅值30mA略有波動(dòng)。 當(dāng)被處理物品(皮膚或者材料)接近等離子體8時(shí)，由于被處理物品為地電位，因此，使放電加強(qiáng)，等離子體8也會(huì)變長(zhǎng)，被處理物品與噴嘴距4cm時(shí)，等離子體8就可以噴到物品上，這一點(diǎn)對(duì)于應(yīng)用也是非常有益的，因?yàn)?，等離子體會(huì)“主動(dòng)”尋找被處理的對(duì)象，使等離子體中的自由基、活性粒子能高效地到達(dá)被處理物品上，使處理效果更好。如圖4所示，本實(shí)用新型第二個(gè)實(shí)施例的手持式等離子體電筒包括可充電電池I、低壓開(kāi)關(guān)2、升壓器3、第一電阻4、第二電阻9、第三電阻5、電極接口 6、電極7、噴嘴11、電筒低壓外殼17、高壓外殼18、電筒外殼手持部分10、高壓電纜19、電纜接口 20、電池架13、電極接口固定架15以及升壓器固定架16。可充電電池I通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)2和升壓器3的輸入端連接，升壓器3的高壓輸出端經(jīng)過(guò)第一電阻4和高壓電纜19的一端線(xiàn)芯連接，高壓電纜另一端的線(xiàn)芯通過(guò)第三電阻5和電極接口 6連接，電極接口 6固定在電筒高壓外殼18內(nèi)部，電極7和電極接口 6連接，并通過(guò)電極接口 6固定在電筒高壓外殼18上端開(kāi)口內(nèi)中線(xiàn)軸線(xiàn)處，升壓器3的低壓端經(jīng)過(guò)第二電阻9和電筒外殼的手持部分10連接，高壓電纜的兩端的屏蔽接地層分別和低壓外殼的手持部分和高壓外殼的手持部分連接。工作時(shí)，手持電筒外殼(高壓外殼的手持部分或低壓外殼的手持部分均可)，僅需打開(kāi)低壓開(kāi)關(guān)，即在電極7的上端、高壓外殼18開(kāi)口內(nèi)以及噴嘴11內(nèi)產(chǎn)生均勻的等離子體，并沿著噴嘴噴向大氣中，在噴嘴11外形成一定長(zhǎng)度的、均勻的、等離子體束8，噴嘴的形狀和尺寸可以改變等離子體的形狀和尺寸。當(dāng)人體或者其他處理對(duì)象靠近等離子體束8，直至接觸噴嘴11，甚至接觸電極7的過(guò)程中，放電都是輝光放電，不會(huì)產(chǎn)生火花或者電弧，因此，該等離子體是安全可靠的。第一電阻和第三電阻5為I千歐 200兆歐，第二電阻9為O 300兆歐；可充電電池I的輸出電壓為分別調(diào)節(jié)6V、9V和12V，升壓器3的輸出端為直流高壓，由于電筒低壓外殼的手持部分和高壓外殼的手持部分10均為導(dǎo)電材料，因此，升壓器3的低壓輸出端經(jīng)過(guò)第二電阻和人體與地連接，第二電阻9進(jìn)一步限定了低壓端回路的電流，因此，手持電筒外殼是安全的。該方案中，引入高壓電纜19，相當(dāng)于延長(zhǎng)了高壓傳輸?shù)木嚯x，而且，高壓外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單，可以做得更小巧。而通過(guò)對(duì)第一電阻4和第三電阻5的阻值的選擇，使其與電纜的參數(shù)形成匹配，避免了高頻脈沖放電的電壓在電纜中形成反射。本方案中其他電路元件的作用與實(shí)施例一中的相同。試驗(yàn)中，高壓外殼為細(xì)長(zhǎng)的圓柱體，長(zhǎng)10cm,外徑1cm,非常小巧,便于對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)、微小腔體內(nèi)部處理，也非常便于醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。如圖5所示，為本實(shí)用新型手持式等離子體電筒的第三個(gè)實(shí)施例，本實(shí)施例和圖4的實(shí)施例的區(qū)別在于，本實(shí)施例中的電極為彎管形，彎管內(nèi)徑50 μ m，外徑500 μ m ;噴嘴11也是彎管，噴嘴的截面形狀為圓型，內(nèi)徑600 μ m,外徑1mm。由于電極和噴嘴都是微米尺寸，在噴嘴內(nèi)部和噴嘴外部的等離子體也是微細(xì)尺寸，噴嘴外產(chǎn)生的等離子體8的直徑為微米級(jí)，長(zhǎng)I. 5cm。這種微小尺寸的等離子體適合于微小結(jié)構(gòu)的刻蝕和清洗。如圖6所示，本實(shí)用新型第四個(gè)實(shí)施例的手持式等離子體電筒包括可充電電池I、低壓開(kāi)關(guān)2、升壓器3、第一電阻4、第二電阻9、第三電阻5、電極接口 6、電極7、電筒低壓外殼17、高壓外殼18、電筒外殼手持部分10、高壓電纜19、電纜接口 20、單端封口管21、電池 架13、電極接口固定架15以及升壓器固定架16，低壓外殼和高壓外殼內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與上述圖4的實(shí)施例相同，不同的是電筒高壓外殼的上端開(kāi)口處安裝單端封口管21，其管壁和封口端具有細(xì)密、均勻分布的微孔，孔徑范圍50μπι 2mm。單端封口管21和高壓外殼的導(dǎo)電材料部分連接。當(dāng)單端封口管21由導(dǎo)電材料制成時(shí)，由于單端封口管21和高壓外殼上的導(dǎo)電材料連接，也是地電位，放電只在電極和單端封口管的管壁之間產(chǎn)生，等離子體中的帶電粒子通過(guò)單端封口管流向地極，等離子體中的自由基和活性粒子則通過(guò)管壁和封口端上的微孔擴(kuò)散出來(lái)，因此，特別適合處理人體脆弱和敏感的地方，比如鼻孔、耳道、牙齒、或者較深的傷口等。當(dāng)單端封口管21是由絕緣材料制成時(shí)，其對(duì)放電沒(méi)有本質(zhì)的影響，只是利用管壁上的微孔限制和調(diào)節(jié)放電的路徑和強(qiáng)弱，而且，帶電粒子吸附在管壁上形成空間電場(chǎng)，利用不同材料的吸附特性產(chǎn)生不同的空間電場(chǎng)，也可以對(duì)放電進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。第三電阻5為50 100兆歐，第二電阻9為10(±5)兆歐；可充電電池I的輸出電壓為3V 12V，升壓器3的輸出端為脈沖直流高壓。試驗(yàn)中，單端封口管為細(xì)長(zhǎng)的圓管，長(zhǎng)10cm,外徑8mm,管壁微孔孔徑:100 μ m,孔距:2mm。圖7(a)、圖7(b)分別為以上實(shí)施例的手持式等離子體電筒的針狀電極的側(cè)視圖和俯視圖。圖8為以上實(shí)施例的手持式等離子體電筒的彎管狀電極的側(cè)視圖。圖9(a)、圖9(b)分別為以上實(shí)施例的手持式等離子體電筒的電極集合的側(cè)視圖和俯視圖，在圖9(b)中，電極集合為方形陣列。圖10為電極集合呈圓環(huán)形陣列的俯視圖。圖11 (a)、圖11(b)分別為以上實(shí)施例的手持式等離子體電筒的一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖，圖11(a)為圓形孔的噴嘴的截面圖，圖11(b)為圓形孔直管?chē)娮斓妮S向剖視圖。圖12(a)、圖12(b)分別為以上實(shí)施例中的手持式等離子體電筒的另一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖，圖12(a)為扁平形孔的噴嘴的截面圖，圖12(b)為扁平形孔直管?chē)娮斓妮S向剖視圖。圖13 (a)、圖13(b)分別為以上實(shí)施例的手持式等離子體電筒的又一種噴嘴的截面圖和軸向剖視圖，圖13(a)為圓錐形孔的噴嘴的截面圖，圖13(b)為圓錐形孔彎管?chē)娮斓妮S向剖視圖。圖14(a)、圖14(b)分別為以上第四個(gè)實(shí)施例的手持式等離子體電筒的單端封口管的截面圖和軸向剖視圖，圖14(a)為單端封口管的截面圖，圖14(b)為直管形單端封口管的軸向剖視圖。圖15為以上第一個(gè)實(shí)施例的手持式等離子體電筒的一種電筒外殼的軸向剖視圖，電筒外殼下部(手持部分)為扁圓形，上部為喇叭形，斜線(xiàn)部分表示絕緣材料，灰色陰影部分表不導(dǎo)電材料。 圖16(a)為以上第二、三、四實(shí)施例的手持式等離子體電筒的另一種低壓外殼的軸向剖視圖，斜線(xiàn)部分表示絕緣材料，灰色陰影部分表示導(dǎo)電材料；圖16(b)為以上第二、三、四實(shí)施例的手持式等離子體電筒的高壓外殼的軸向剖視圖，斜線(xiàn)部分表示絕緣材料，灰色陰影部分表示導(dǎo)電材料。
權(quán)利要求1.一種手持式等離子體電筒，包括電筒外殼、電池架、可充電電池、低壓開(kāi)關(guān)、升壓器、第一電阻、第二電阻、電極接口、電極、升壓器固定架以及電極接口固定架，所述可充電電池通過(guò)所述低壓開(kāi)關(guān)和所述升壓器連接，其特征在于 所述電池架置于所述電筒外殼的下部； 所述可充電電池置于所述電筒外殼內(nèi)，并由所述電池架固定； 所述電筒外殼是中空的腔體且上端設(shè)置有容納所述電極的開(kāi)口，并具有由導(dǎo)電材料制成的手持部分； 所述升壓器由所述升壓器固定架固定在所述電筒外殼的內(nèi)部； 所述升壓器的高壓輸出端經(jīng)過(guò)所述第一電阻與所述電極接口連接； 所述升壓器的低壓端經(jīng)過(guò)所述第二電阻和所述電筒外殼的手持部分連接； 所述電極接口固定在所述電筒外殼內(nèi)部； 所述電極設(shè)置在所述電筒外殼的開(kāi)口內(nèi)中心軸線(xiàn)處，并通過(guò)與所述電極接口的連接來(lái)固定。
2.如權(quán)利要求I所述的手持式等離子體電筒，其特征在于 進(jìn)一步包括噴嘴； 所述噴嘴設(shè)置于所述電筒外殼的開(kāi)口上； 所述噴嘴為直管、彎管、或者上端封口的微孔管， 所述噴嘴的截面為圓形、扁平形、圓錐形、弧形、喇叭形或多邊形； 所述噴嘴的截面的內(nèi)徑最小為10 μ m,外徑最小為ΙΟΟμπι; 所述噴嘴是由聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料制成。
3.如權(quán)利要求I所述的手持式等離子體電筒，其特征在于 所述電筒外殼的手持部分位于外殼的下部，其形狀為圓柱形、扁圓體形或方體形； 所述電筒外殼上端開(kāi)口的形狀為圓形、圓錐形、圓弧形或喇叭形； 所述電筒外殼手持部分之外為聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料制成。
4.一種手持式等離子體電筒,包括電筒外殼、電池架、可充電電池、低壓開(kāi)關(guān)、升壓器、第一電阻、第二電阻、第三電阻、電極接口、電極、升壓器固定架、電極接口固定架以及高壓電纜，所述可充電電池通過(guò)所述低壓開(kāi)關(guān)和所述升壓器連接，其特征在于 所述電筒外殼包括高壓外殼和低壓外殼； 所述電池架置于所述低壓外殼的下部； 所述可充電電池置于所述低壓外殼內(nèi)，并由所述電池架固定； 所述低壓外殼和所述高壓外殼均具有由導(dǎo)電材料制成的手持部分； 所述低壓外殼是中空的腔體且上端具有所述高壓電纜的連接口； 所述高壓電纜一端的屏蔽層和所述低壓外殼的手持部分連接，所述高壓電纜另一端的屏蔽層和所述高壓外殼的手持部分連接； 所述升壓器由所述升壓器固定架固定在所述低壓外殼的內(nèi)部； 所述升壓器的高壓端通過(guò)所述第一電阻和所述高壓電纜一端的高壓線(xiàn)芯連接，所述高壓電纜另一端的高壓線(xiàn)芯通過(guò)所述第三電阻和所述電極接口連接； 所述升壓器的低壓端通過(guò)所述第二電阻和所述低壓外殼的手持部分連接； 所述電極接口固定在所述高壓外殼內(nèi)部；所述高壓外殼是中空的腔體，所述高壓外殼的下端具有所述高壓電纜的連接口，所述高壓外殼的上端具有容納所述電極的開(kāi)口； 所述電極設(shè)置在所述高壓外殼上端開(kāi)口內(nèi)的中心軸線(xiàn)處，并通過(guò)與所述電極接口連接固定。
5.如權(quán)利要求4所述的手持式等離子體電筒，其特征在于 還包括噴嘴； 所述噴嘴設(shè)置于所述電筒高壓外殼的開(kāi)口上； 所述噴嘴為直管或彎管； 所述噴嘴的截面為圓形、扁平形、圓錐形、弧形、喇叭形或多邊形； 所述噴嘴的截面的內(nèi)徑最小為10 μ m,外徑最小為ΙΟΟμπι; 所述噴嘴是由聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料制成。
6.如權(quán)利要求4所述的手持式等離子體電筒，其特征在于 還包括單端封口管，其設(shè)置于所述高壓外殼的上端開(kāi)口處用于收容所述電極，并和所述高壓外殼的手持部分連接； 所述單端封口管為直管或彎管； 所述單端封口管的管壁和封口端具有均勻分布的微孔； 所述微孔的孔徑范圍為50 μ m至2mm,孔間距為500 μ m至5mm ； 所述單端封口管的管徑大于所述電極的直徑。
7.如權(quán)利要求4所述的手持式等離子體電筒，其特征在于 所述低壓外殼的手持部分和所述高壓外殼的手持部分的形狀為圓柱形、扁圓體形或方體形； 所述低壓外殼和所述高壓外殼除手持部分以外的材料為聚四氟乙烯烷氧基樹(shù)脂或塑料。
8.如權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的等離子體電筒，其特征在于 所述可充電電池為3 12V的電池； 所述升壓器為立方體形狀； 所述升壓器的尺寸為長(zhǎng)小于300mm,寬小于100mm,高小于100mm。
9.如權(quán)利要求I至6中任意一項(xiàng)所述的等離子體電筒，其特征在于 所述可充電電池為3 12V的電池； 所述升壓器為圓柱體形狀或者扁圓體形狀； 所述升壓器的尺寸為底面直徑小于300mm,高小于100mm。
10.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的等離子體電筒，其特征在于 所述電極為針形、直管形、彎管形或微孔管形； 當(dāng)所述電極為針形時(shí)，其直徑為100 μ m Imm ; 當(dāng)所述電極為直管形、彎管形或微孔管形時(shí)，其內(nèi)徑為ΙΟμπι 1mm，外徑為小于2mm。
11.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的等離子體電筒，其特征在于 所述電極是由多個(gè)電極并聯(lián)組成的電極集合，組成大面積陣列排布，該電極集合的排布為線(xiàn)性、圓形或多邊形。
12.如權(quán)利要求I至7中任意一項(xiàng)所述的等離子體電筒，其特征在于所述升壓器的高壓輸出端是直流電壓、或者脈沖直流電壓 。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種手持式等離子體電筒，包括電筒外殼、電池架、可充電電池、低壓開(kāi)關(guān)、升壓器、第一電阻、第二電阻、電極接口、電極、升壓器固定架以及電極接口固定架，可充電電池通過(guò)低壓開(kāi)關(guān)和升壓器連接，電池架置于電筒外殼的下部，可充電電池置于電筒外殼內(nèi)，并由電池架固定，電筒外殼是中空的腔體且上端設(shè)置有容納電極的開(kāi)口，并具有由導(dǎo)電材料制成的手持部分，升壓器由升壓器固定架固定在電筒外殼的內(nèi)部，升壓器的高壓輸出端經(jīng)過(guò)第一電阻與電極接口連接，升壓器的低壓端經(jīng)過(guò)第二電阻和電筒外殼的手持部分連接。本實(shí)用新型能夠解決現(xiàn)有大氣壓等離子體裝置存在的電源昂貴、體積龐大、電源工作必須接地、不能移動(dòng)、產(chǎn)生的等離子體面積小等問(wèn)題。
文檔編號(hào)H05H1/24GK202551483SQ20112049071
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者劉金輝, 盧新培, 潘垣, 裴學(xué)凱 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)