32和34由不仅具有良好的介电特性，而且具有高热导率的材料形成。氮化铝是介电强度为17kV/mm并且热导率为约285W/m.K的适合材料。鉴于其高介电强度，氮化铝在暴露至适用于产生非热气态等离子体的电场时不会击穿。另外，与其它介电质如石英相比，氮化铝可容易地模制成所选形状。
[0030]根据本发明的装置利用形成第一介电构件32和第二介电构件34的介电材料的高热导率。除了介电和热效应，介电构件32和34还用来约束气态非热等离子体，并且典型地提供单元14的边界。尽管介电构件32和34可制成任何便利的形状，但其优选地采用平板形式。介电构件32和34的长度和宽度相对宽泛，但厚度相对薄。这种构造促进气体暴露至电场，并且确保了任何气体距电极的最大距离是小的。另外，与等离子体单元14在任一时刻所含的气体体积相比，使其大的内部面积成为可能，并且因此有益于将热从气体输送走。在一个实例中，等离子体单元14的宽度为约20mm，并且长度为约50mm，而其高度典型地小于1mm，其中介电构件32和34的厚度各自小于0.5mm。
[0031]存在许多不同的可用于为单元14提供等离子体产生信号的电源和电路构造。总体上，需要Ikv至1kV范围内的电压峰来产生气态非热等离子体。无论信号是AC信号还是脉冲DC信号，峰的大小和频率决定了所形成的非热气态等离子体中的电子、离子以及激发原子的数量。电压峰的频率可典型地在20-60kHz、特别是30-40kHz范围内，但可以更高，例如达至10kHz ο
[0032]在所说明的实施方案中，第一电子电路36将来自电池10的电压信号(所述信号典型地在8-16V范围内)转化成脉冲DC信号。所述信号被传导至变压器驱动电路38，其操作对于将电压递升至等离子体产生水平有效的变压器40。信号从电池10到电子电路36的提供可以通过控制盘42，其控制装置2内的所有电子过程。控制盘42可与外部开关44相关联，所述开关可手动操作来致动流体流动到单元14和脉冲DC等离子体产生信号施加至第一电极28。因此，开关阀26可以为由控制盘42控制的电磁阀。
[0033]非热气态等离子体在单元14中的产生典型地伴有一些热产生。所产生的热的量取决于许多参数，包括气体的选择、峰电压以及电压峰的频率。已经观察到在约6.7kV的峰-峰AC信号并且约35kHz的频率的情况下，所产生的热的量对气体组成尤其敏感。因此，如果供应至等离子体单元的气体是纯氦(99.9999体积％的氦)，则在等离子体单元中产生的温度小于40°C。如果20%以上的纯氩被添加至氦，则等离子体单元的操作温度会急剧增大，除非热从中消散。因此，在使用氩来形成非热气态等离子体中出现难题，特别是在等离子体用于处理人体时。然而，如果处理是杀菌，则使用氩的潜在优点是确信其潜在更有功效，因为在一组给定操作条件下，确信在氩等离子体中比在氦等离子体中有可能取得更高的杀菌种类浓度，这部分是由于氩具有比氦低的第一电离电势，并且部分是由于空气与氩的流出等离子体种类之间的有利反应。
[0034]根据本发明的装置使得从等离子体单元有效散热成为可能。再次参考图1，第一介电构件32与热电冷却装置46热接触。热电冷却装置46包括夹在金属元件之间的交替的P型和η型半导体元件的安排，所述金属元件形成连接至电源的电路，所述电源可为用于对等离子体产生供电的同一源，所述源在图1所示的实施方案中由电池10提供。热电元件可通过热传导片层或通过使用适合的油脂来改善从构件32至热电装置46的传热而附接至第一介电构件32。热电装置46因此具有与介电构件32热接触的“冷”端以及距离构件32更远的“温热”端。为了促进热从热电装置46的温热端的消散，使用一个或多个热导管将热从装置46传导至散热器。热导管典型地具有为正常金属导体如铜的约10倍的热导率。其利用适合液体(典型地有机液体)的蒸发焓。有机液体在热导管的冷端冷凝。冷凝的液体通过毛细作用经由例如芯吸构件(未示出)引导至热导管的温热端，其中所述液体气化，从而从待冷却的部件抽取热。
[0035]再次参考图1，热导管48的一端与热电冷却装置46的温热端热接触，并且热导管的另一端与充当散热器的气囊6热接触，所述囊典型地由钢或铝合金形成。热导管48典型地是平坦的平面构件，装置2的内部构造使得热导管可容易地从热电装置46延伸至气囊6。在图1所示的装置的操作中，热电装置与热导管48的组合对于将热从单元14传导至气囊6有效。只要单元14处于比气囊6高的温度下，这种热传导发生。一段时间的连续操作之后，单元14的温度趋向于与气囊6的温度平衡。因此，与连续操作相比，根据本发明的装置更适合于间歇操作。然而，存在非气态等离子体的一些用途，其可能要求仅持续短的间歇时段来操作等离子体产生装置。一个实例是用于家庭口腔或牙齿护理的装置，其可使用不超过数分钟，典型地是在白天开始和结束时。
[0036]已经观察到当从加压气囊释放时，氦趋向于从囊抽取热，结果是气囊的温度趋向于下降。这种囊冷却效应将趋向于延长操作时段，在所述时段中等离子体单元14的温度显著高于气囊6的温度。
[0037]气囊6不必用作散热器。需要时，代替或除了气囊6以外，可在装置中采用专用散热器。例如，多个热导管48可从热电装置46延伸，一个或多个延伸至气囊6，并且一个或多个延伸至专用散热器。一个或多个热导管48典型地具有平坦构造。这种热导管可商购，特别是用于计算机中。
[0038]现在参考图2，示出了等离子体单元14、热电装置46、热导管48以及气囊6的一种可能的安排。
[0039]图1所示的装置具有使其可容易地手持并且操作的大小和重量。为了控制装置的重量，气囊理想地具有小于40ml、典型地小于25ml的水容量。高气体储存压力是有利的，以便维持装置可依靠一个囊操作的时间段。气体储存压力典型地在50-300巴范围内，但压力可更高。在0.5升/分钟的典型处理气流速率下，填充至200巴压力的20ml水容量气囊将具有近似7-8分钟的操作寿命。
[0040]虽然图1中未示出，但其中所示的装置可在等离子体单元14的入口和出口端配备有止回阀，并且还可设有设计来防止等离子体反排的入口，例如通过在入口设有呈膨体PTFE构件形式的多孔气体分布器。
[0041]可对图1所示的装置进行各种其它变更和添加。例如，代替电池10，所述装置可从外部电源例如交流馈电线操作。类似地，可使用外部气源，在所述情况下，可采用专用散热器代替壳体或主体2中的气囊6。
[0042]如WO 2012/010817A中所描述并且示出，气囊6可以为具有整体式调节器的类型。可替代地，气囊6可仅在其口处具有密封件，并且设有穿孔针来穿刺所述密封件并且允许气体流出。
[0043]参考图3，示出一种装置，其包括等离子体单元110，所述等离子体单元具有用于将气流接收到等离子体单元中的单元入口 112，以及可排出单元中所产生的非热气态等离子体的出口 114。等离子体室116形成在两块板118、120之间，这可从放大区段A中最清楚地看出。所述板由热导性介电材料制成。电极122定位在板118的远离等离子体室116的表面上。所述电极通过电导体124连接至电能源(参见图5)。虽然对于本发明来说并不必要，但第二电极126可定位在板120的远离等离子体室116的表面上，并且通过电导体128连接至所述电能源。