一种用于空气纯化的常温大气压等离子体设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于空气纯化的常温大气压等离子体设备，该设备采用表面微放电技术、直接对空气放电产生活性的等离子体气体，该活性的等离子体气体成分通过设备内部的气流控制系统输出到处理空间，从而对处理空间的空气进行纯化。

背景技术：

等离子体是区别于固体、液体、气体之外的物质第四态，我们生活中可能接触或者了解到的等离子体状态包括太阳、闪电、等离子体电视、灯泡等等。常温大气压等离子体是近30年国际上发展起来的一种特殊的等离子体形态。这种等离子体处于常温、人可以触摸、在开放大气环境中产生并且一般具有很好的生物医学相关的性能。常温大气压等离子体设备用于农业上种子处理已经有诸多的尝试，但是这种等离子体设备一般功率大，造价高，使用起来也比较复杂。我们的设备瞄准农作物生长期间的空气环境优化。由于农作物生长周期长，从幼苗期、生长期和果实成熟期，通过空气感染细菌、真菌和病毒性虫害的几率非常高，使用农药喷洒等一方面费用高、而且有农药残留问题以及对环境的污染问题，此外针对不同的病害需要针对性的采用不同的农药。我们的产品通过活性的等离子体气体成分来纯化农作物生长特别是大棚种植下的空气环境，使农作物在生长过程中由于空气接触感染细菌、真菌和病毒性的几率大大降低，而且可以免于使用农药喷洒。另外，该设备和方法使用简单，只需要在特定时间开启。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种用于空气纯化的常温大气压等离子体设备和方法，该设备和方法可以纯化农作物生长的空气环境，使农作物生长阶段因为空气接触感染细菌、真菌和病毒性虫害的几率大大降低，该设备方法处理后的水用于植物浇灌和动物生活环境的清洗，也可以很好的降低细菌、真菌和病毒对动植物的感染几率，解决现有技术存在的缺憾。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种用于空气纯化的常温大气压等离子体设备，包括设备外壳1，其特征在于，所述设备外壳1上设置有电源输入接头5、气流输出口6、显示控制触摸屏7和远程控制传感器8，在所述设备外壳1内安装有等离子体电极2，所述等离子体电极2包括等离子体电极外壳21、等离子体高压电极22、介质管23、栅网电极24以及高压电极接线孔25和栅网电极接线孔26，所述等离子体电极外壳21内安装有等离子体高压电极22，所述等离子体高压电极22设置在介质管23的外表面，所述高压电极接线孔25打在等离子体电极外壳21上，所述栅网电极接线孔26在介质管 23的一端，打在等离子体外壳21的侧面，在介质管23内部安装有栅网电极24，在等离子体电极外壳21两端安装有标准规格的接头，在所述设备外壳1内安装有气流控制系统3、高压电路模块4和时钟电路9，所述时钟电路9中预设定开关时间，用于控制等离子体气体的产生频率/剂量。等离子体电极外壳21除了用于支撑整个等离子体电极外，还起到与其他部件相连接的作用，所以其两端的结构设计可以根据具体的应用做成标准的接头规格，例如各种规格的管外径尤其6mm，8mm，10mm以及对应的英式规格和内螺纹。

进一步的，所述等离子体电极外壳21为绝缘材料制成，所述绝缘材料包括塑钢、铁氟龙、ABS材料、塑料玻璃，所述等离子体高压电极22 的材料包括金、银、铜、铝和不锈钢。等离子体电极外壳21的作用一方面是支撑整个等离子体电极的安装，另外也保证等离子体高压电极22和其他部件之间的绝缘保护，所以电极外壳材料的壁厚最薄处要超过2毫米。等离子体高压电极22的厚度可以薄到几个微米利用电镀或者气相沉积实现，也可以有几个毫米厚。但是厚度的增加不会影响等离子体放电的效果，但会增加机械稳定性。

进一步的，所述介质管23为石英玻璃管或陶瓷、铁氟龙、普通光学玻璃材质，介质管23的管壁厚度控制在0.25-1.5毫米之间，介质管23 比等离子体高压电极22长至少4毫米，等离子体高压电极22套在介质管外面，并固定在中间位置上，所述介质管23两头的端面比等离子体高压电极22分别长2-10毫米。

进一步的，所述栅网电极24置于介质管23内部并固定在介质管23 的中间位置，栅网电极24与介质管23的内壁紧密结合，栅网电极24两端分别比介质管23短2-10毫米，栅网电极24的材料采用热化学性能稳定的金属材料。

进一步的，栅网电极24为外径合适的金属弹簧，气流控制系统3控制的出气口气体的流速在0.1-10m/s之间。

进一步的，高压电路模块4用于产生频率范围0.1-40kHz、峰-峰值范围3-10千伏的正弦、锯齿、方波或者类脉冲高压电信号用于给等离子体电极供电。

进一步的，在所述等离子体高压电极22上开有用于高压电极接线的走线槽221。

进一步的，所述走线槽221的截面形状为矩形、梯形、倒三角形或半圆形。

进一步的，所述气流输出口6的截面形状为矩形、梯形或半圆形。

进一步的，所述气流输出口6的边缘有锯齿状突起。

本实用新型的有益技术效果是：高活性的等离子体气体成分可以对处理空间的空气进行纯化，控制空气中的微细生物环境，从而使处理空间的植物或者动物等因为细菌、真菌和病毒性感染而致病的几率大大降低。该设备还可以用于其他用途：例如，高活性的等离子体气体可以输入到水中，对水中的微细生物环境控制，从而达到纯化水的目的。

附图说明

图1是本实用新型的外观设计示意图。

图2是圆柱形等离子体电极结构示意图。

图3a是矩形气流输出口的结构示意图。

图3b是梯形气流输出口的结构示意图。

图3c是倒梯形气流输出口的结构示意图。

图3d是边缘有锯齿状突起的气流输出口的结构示意图。

图3e是半圆形气流输出口的结构示意图。

图4是等离子体电极外部高压电极接线槽设计图。

图5a是矩形接线槽的示意图。

图5b是倒梯形接线槽的示意图。

图5c是三角形接线槽的示意图。

图5d是半圆形接线槽的示意图。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本实用新型，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本实用新型技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本实用新型的技术方案所限定的保护范围。

该设备的主要部件包括：设备外壳1、等离子体电极2、气流控制系统3、高压电路4、电源输入接头5、气流输出口6、显示和控制触摸屏7、远程控制传感器8、时钟控制电路9。设备外壳1一般由铝、不锈钢、铸铁或者其他金属材料制成，根据应用情况，也可以采用非金属绝缘材料，例如铁氟龙、ABS等。设备外壳1的外形可以是长方体、圆柱体、球形或者其他不规则形状。设备外壳1上一般镶嵌/安装有电源输入接头5、气流输出口6、显示和控制触摸屏7以及远程控制传感器8。设备外壳1 内一般装有等离子体电极2、气流控制系统3、高压电路4和时钟控制电路9。等离子体电极2是该设备的一个核心部件之一，可以水平、竖直或者以特定角度固定在设备外壳1的内部。等离子体电极2一般呈圆柱形，含有四个关键部件：等离子体电极外壳21、等离子体高压电极22、介质管23、栅网电极24，另外还有辅助部件包括高压电极接线孔25和栅网电极接线孔26。在等离子体高压电极22上开有用于高压电极接线的走线槽221。走线槽221的截面形状根据不同的需要可以设计为各种不同的形态，如图5a至图5d所示：矩形走线槽221-1、梯形走线槽221-2、倒三角形221-3或半圆形走线槽221-4，气流输出口6的截面形状为矩形、梯形或半圆形，或者设计为边缘有锯齿状突起的气流输出口。

等离子体电极外壳21一般采用绝缘材料制成，推荐材料包括塑钢、铁氟龙、ABS材料等。其作用一方面是支撑整个等离子体电极的安装，另外也保证等离子体高压电极22和其他部件之间的绝缘保护，所以电极外壳材料的壁厚最薄处要超过2毫米。等离子体电极外壳21除了用于支撑整个等离子体电极外，还起到与其他部件相连接的作用，所以其两端的结构设计可以根据具体的应用做成标准的接头规格，例如各种规格的管外径尤其6mm，8mm，10mm以及对应的英式规格和内螺纹。

等离子体高压电极22用于连接外部高压给等离子体电极供电产生等离子体，其推荐使用的材料包括金、银、铜、铝、不锈钢等。等离子体高压电极22的厚度可以薄到几个微米利用电镀或者气相沉积实现，也可以有几个毫米厚。但是厚度的增加不会影响等离子体放电的效果，但会增加机械稳定性。等离子体电极高压电极22中间也可以根据设计需要适度偏离中间位置外表面上可以加工不同截面的槽，用于高压电极接线的走线。实际安装时，连接线先从等离子体电极外壳21上相应位置所开的高压电极接线孔25穿入，等离子体电极外壳21的内表面绕过，缠绕在等离子体高压电极22上，并再从高压电极接线孔25处穿出，和接线的尾部汇合，拧紧在一起。

介质管23尤其推荐使用的材料是石英玻璃管，其管壁厚度控制在 0.25-1.5毫米之间，同时也可以考虑使用其他比较稳定的介质材料，例如陶瓷、铁氟龙、普通光学玻璃等。介质管23应该比等离子体高压电极22 长至少4毫米。实际应用时等离子体高压电极22套在介质管外面，并固定在中间位置。建议固定后介质管23两头的端面比等离子体高压电极22 分别长2-10毫米之间。介质管23外壁应该和等离子体高压电极22内壁紧密结合。两者之间的缝隙会影响等离子体放电的产生效率，从而影响处理效果。为了避免介质管23外壁和等离子体高压电极22之间的缝隙，实际加工时可以通过电镀、气相沉积等方法把薄层的金属紧密地附着在介质管的外壁上。该薄层的金属从而作为等离子体高压电极22。

栅网电极24置于介质管23内，固定在介质管23中心位置，栅网电极24两端应该分别比介质管23短2-10毫米，栅网电极应该和介质管23 内壁紧密结合，以提高等离子体放电的效率，栅网电极24宜采用不锈钢等热化学性能稳定的金属材料。实际应用中可以选用适当外径的不锈钢弹簧作为栅网电极24，高压电极接线孔25为高压电极的接线提供通道，栅网电极接线孔26为栅网电极的接线提供通道，气流控制系统3为整个设备提供0.1-10米每秒的风速，也是该设备的核心部件之一。根据应用的不同，既可以是一个简单的风扇，也可以是一整套可以精确控制和调节的流量控制测量系统，其参数可以通过触摸控制屏幕7显示和设定。工作时，由气流系统产生的气流从等离子体电极中间的通道穿过，把高活性的等离子体气体以设定的通量输运到处理空间。

高压电路4是该设备的第三个核心部件。通过外部输入的市电信号，产生高压脉冲或者连续波信号外加到等离子体电极3上产生高活性的等离子体气体。高活性等离子体气体的产生效率与高压电路的设计有密切的关系，该设备需要的高压电压信号范围在电压峰-峰值3-10千伏、重复频率为0.1-40千赫兹。

当然，本实用新型还可以有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本实用新型做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。