[发明专利]基于氮氧配比的等离子体活化水消毒装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于氮氧配比的等离子体活化水消毒装置及方法，氮氧分离机用于分离空气中的氧气和氮气，流量控制器连通出氧口以将出氧口排出的气体与空气按预定氮氧配比混合形成混合气体，等离子体发生器连接流量控制器以导入混合气体，等离子体发生器基于混合气体高压放电生成冷等离子体，水溶液活化腔连通等离子体发生器，监测与控制电路基于预定氮氧配比，调节氮氧分离机自出氧口排出的气体流量，基于进气口导入的进气量，监测与控制电路发送水量信号到水阀。经活化后的水溶液可用于喷洒、擦拭、洗涤等消毒应用。

技术领域

本发明属于等离子体消毒领域，特别是一种基于氮氧配比的等离子体活化水消毒装置及方法。

背景技术

细菌、真菌与病毒感染是最常见的三种感染类型，细菌感染相对来说更加普遍，这是由于在我们生活的环境当中时时刻刻都在接触各种细菌。目前对细菌感染性疾病的治疗通常采用抗生素、激素、免疫抑制药物等治疗方法。虽然抗生素、激素的使用在细菌感染性疾病等方面有很好的作用，但是一些抗生素、激素的使用不仅会造成细菌耐药性的普遍增加，还会增加二重感染的发生率，以及各种毒性反应和过敏反应。因此，为了克服以上问题，寻求一种无副作用并且安全高效的消毒技术尤为重要。

近年来大气压等离子体技术的蓬勃发展使其在环境保护、生物医疗、材料表面改性和化学工程等领域得到广泛关注和研究。特别是在生物医学治疗中，越来越多的研究结果显示，其生物医学效应和其产生的活性氧ROS和活性氮RNS粒子密切相关。

研究发现，放电等离子体中产生的活性氧ROS具有很强的氧化特性，它能使细胞受到它们诱导的氧化应激，改变细菌的表面结构和化学状态，破坏细胞膜的完整性，最终影响细菌的形态结构，从而导致细胞凋亡。对于活性氮RNS，在酸性介质中，它们可以转化为强氧化剂，并引起有机污染物及其副产物的亚硝化和硝化作用，一些研究证实，活性氮RNS在生物医学领域如肿瘤细胞凋亡和伤口愈合中具有重要的应用前景。

在现有技术条件下，空气放电产生的等离子体中活性氧ROS和活性氮RNS粒子较少，无法起到很好的消毒作用。研究表明，降低气压或者提高氧气比例能有效提升ROS和RNS粒子产率，但是降低气压需要大型真空泵，体积大、成本高；而使用高压气瓶配置氮氧混合气体，存在笨重、不易移动及携带困难等缺陷。因此，为了满足特定应用领域及环境条件下的需求，实现便携式大气压等离子体活性氧和活性氮的控制具有十分重要的意义。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在问题，本发明提出一种基于氮氧配比的等离子体活化水消毒装置及方法，通过空气中氮氧分离控制，改变环境空气中氮气约80％、氧气约20％的含量配比(氮氧配比约为4)，分离出不同比例的氮气、氧气，再通过等离子体放电控制实现对等离子体活性粒子的调控与增强，来提供更优的消毒效果，不会产生副作用。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种基于氮氧配比的等离子体活化水消毒装置，其包括，

氮氧分离机，其配置成为分离空气中的氧气和氮气，所述氮氧分离机包括输入空气的进气口、出氧口和排氮口，

流量控制器，其连通所述出氧口以将所述出氧口排出的气体与空气按预定氮氧配比混合形成混合气体，

等离子体发生器，其连接所述流量控制器以导入所述混合气体，等离子体发生器基于所述混合气体高压放电生成冷等离子体，等离子体发生器设有控制温度的温度控制器和控制功率的功率控制器，

水溶液活化腔，其连通所述等离子体发生器，所述水溶液活化腔为密闭腔体，其设有用于进水的水阀、位于水下的导入冷等离子体的进气口以及设在水面上方的用于导出气体的出气口，所述出气口连通所述氮氧分离机形成循环气路，

监测与控制电路，其连接所述流量控制器、氮氧分离机、温度控制器、功率控制器和水阀，监测与控制电路用于：