[发明专利]一种在液体环境中大气压冷等离子体放电产生即用的便携式装置及方法

说明书

本发明提供一种在液体环境中大气压冷等离子体放电产生即用的便携式装置及方法。该装置包括棒状高压电极、多孔通气管、接地电极、供电系统、升压电路、气泵、气体输送管和止回阀；所述棒状高压电极插入多孔通气管中，并与多孔通气管内壁之间存在间隙，多孔通气管下端封闭；棒状高压电极和多孔通气管作为一套组件与接地电极相互平行并相对固定，在工作时置于液体环境中；多孔通气管的管壁开设有多处微孔；多孔通气管的上部还开设有支管，并经所述气体输送管接入气泵；止回阀安装于气体输送管靠近支管的区段。该装置结构简明、携带及操作方便、工作稳定可靠，能够随时随地对液体进行等离子体处理，并提高等离子体处理效果。

技术领域

本发明属于大气压冷等离子体放电技术，具体涉及一种可在液体环境中实现气体放电产生等离子体的装置及方法。

背景技术

目前，大气压冷等离子体已较为广泛地被应用于工业、农业、生物医学行业以及科研项目的实验中，其中重要的一项内容就是用冷等离子体处理水溶液，或将冷等离子体处理后的水溶液投放于应用或实验。通过大量的研究发现，经等离子体处理过后的溶液，含有大量的活性粒子，可在农业、医学、以及人们的日常生活当中得到广泛应用，例如刺激植物生长、消毒杀菌、清洗伤口等。

针对液体处理，常见的装置设计思路是在气压的作用下，以射流的方式在环境中产生羽状等离子体，羽状等离子体直接作用于液体表面，活性粒子扩散至液体内部以实现对液体的处理。这类方案会因外部条件限制无法实现小型化、便携化、即用即取的需求。

再如，专利文献CN110692285A公开了一种液体中等离子体发生装置，其思路是：外径较小的石英管同轴嵌套在内径较大的石英管的内部，同时石英管的中心，同轴安装有包裹石英管的电极，石英管的外壁也安装有电极，两个电极接输入电压；在石英管内壁和石英管外壁之间的空间内，通入被处理液，在石英管与包裹电极的石英管之间的空间内，通入放电气体；最终的处理液从装置的最上方排出，但也由于其结构形式和放电方式，因此存在以下不足：

1.组装结构较复杂；

2.被处理液和气体均由装置的一端进入，处理后由装置的另一端排出，使得一定时间内处理液体量较小并有限，且额外需要水泵辅助工作；

3.输入端的电极裸露且无接地端，存在一定安全隐患；

4.装置的主体结构主要在连接管道的条件下适用，使用范围有较大局限性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种可在液体中进行气体放电产生等离子体的装置，并实现该装置满足便携化即用化的需求。

本发明的技术方案如下：

一种在液体环境中大气压冷等离子体放电产生即用的便携式装置，包括棒状高压电极、多孔通气管、接地电极、供电系统、升压电路、气泵、气体输送管和止回阀；所述棒状高压电极插入所述多孔通气管中，并与多孔通气管内壁之间存在间隙，多孔通气管下端封闭；棒状高压电极和多孔通气管作为一套组件与接地电极相互平行并相对固定，在工作时置于液体环境中；所述多孔通气管的管壁开设有多处微孔，孔径大小满足气体以及产生的等离子体自然排出至外部液体、同时限制外部液体渗入；所述多孔通气管的上部还开设有支管，并经所述气体输送管接入气泵；所述止回阀安装于气体输送管靠近支管的区段，用于保证气体单向进入多孔通气管、反向截止，进而防止液体倒灌(由于对气体反向截止使得有足够的气压防止液体进入多孔通气管)；所述供电系统经升压电路对棒状高压电极和接地电极施加交流或脉冲高压，供电系统同时为气泵提供工作电源。