RU134052U1 - PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS - Google Patents
PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS Download PDFInfo
- Publication number
- RU134052U1 RU134052U1 RU2013109588/15U RU2013109588U RU134052U1 RU 134052 U1 RU134052 U1 RU 134052U1 RU 2013109588/15 U RU2013109588/15 U RU 2013109588/15U RU 2013109588 U RU2013109588 U RU 2013109588U RU 134052 U1 RU134052 U1 RU 134052U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- electrode
- output
- discharge
- resistor
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 206010052428 Wound Diseases 0.000 description 6
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 6
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 4
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 2
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 2
- 230000005495 cold plasma Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 208000034656 Contusions Diseases 0.000 description 1
- 208000032843 Hemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010051373 Wound haemorrhage Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 208000034526 bruise Diseases 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
Abstract
Портативный плазменный дезинфектор для использования в экстремальных и бытовых условиях, содержащий корпус, выполненный из диэлектрического материала, с установленными на его поверхности высоковольтным и заземленным электродами, расстояние между которыми не менее 50 мм, размещенные внутри корпуса источник постоянного напряжения, высокочастотный преобразователь напряжения, который имеет регулятор выходного напряжения, отличающийся тем, что к выходу высокочастотного преобразователя напряжения подсоединены накопительный конденсатор и последовательно соединенные между собой коммутатор, контурный резистор и импульсный трансформатор, входная низковольтная обмотка которого соединена с накопительным конденсатором и контурным резистором, при этом выходная высоковольтная обмотка импульсного трансформатора соединена одним из выходов с ограничительным резистором, который соединен с высоковольтным электродом, а другим - с заземленным электродом, коммутатор выполнен в виде газонаполненного разрядника, который имеет величину пробойного напряжения 100-1000 В, а высоковольтный электрод имеет форму конуса со скруглением на конце с радиусом 2-10 мм.A portable plasma disinfector for use in extreme and domestic conditions, comprising a housing made of dielectric material with high-voltage and grounded electrodes installed on its surface, the distance between which is not less than 50 mm, a constant voltage source, a high-frequency voltage converter, which has output voltage regulator, characterized in that a storage condensate is connected to the output of the high-frequency voltage converter and a switch, a loop resistor, and a pulse transformer connected in series, the input low-voltage winding of which is connected to a storage capacitor and a loop resistor, while the output high-voltage winding of the pulse transformer is connected to one of the outputs with a limiting resistor, which is connected to the high-voltage electrode, and the other to a grounded electrode, the switch is made in the form of a gas-filled spark gap, which has a breakdown voltage of 100-1000 V, and high voltage The electrode has the shape of a cone with a rounding at the end with a radius of 2–10 mm.
Description
Полезная модель относится к плазменной и медицинской технике и может быть использована для дезинфекции раневых поверхностей, а также стимулирования процессов их заживления.The utility model relates to plasma and medical technology and can be used to disinfect wound surfaces, as well as stimulate their healing processes.
Известны плазменные устройства коагуляции раневых кровоточащих тканей и сосудов, которые основаны на разных принципах работы. Чаще всего в этих устройствах применяется высокотемпературная плазма дугового разряда горящего в струе воздуха или инертного газа [1, 2, 3].Known plasma coagulation devices for wound bleeding tissues and blood vessels, which are based on different principles of operation. Most often, these devices use high-temperature plasma of an arc discharge of air or inert gas burning in a jet [1, 2, 3].
Описанное в [4] устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей воздействует на обрабатываемую ткань низкотемпературной плазмой импульсно-периодического разряда. Это позволяет избежать вредного воздействия высокой температуры на обрабатываемой объект. Однако сложная конструкция системы подачи рабочего газа в разрядный промежуток затрудняет использовать прибор повсеместно.The device described in [4] for coagulation and stimulation of the healing of wound defects of biological tissues affects the treated tissue with a low-temperature pulse-periodic discharge plasma. This avoids the harmful effects of high temperature on the processed object. However, the complex design of the system for supplying working gas to the discharge gap makes it difficult to use the device everywhere.
Известно устройство для обеззараживания поверхностей посредством холодной плазмы [5], являющееся наиболее близким по решаемой задаче и принятого в качестве прототипа. Данный прототип воздействует на обрабатываемую ткань низкотемпературной плазмой барьерного разряда и состоит из малогабаритного корпуса, в котором размещены источник постоянного напряжения, высоковольтный преобразователь переменного напряжения и покрытый слоем диэлектрика высоковольтный электрод. Общим у известного устройства и заявляемой полезной модели является то, что зажигаемый разряд горит в воздухе и отсутствует система подачи рабочего газа в разрядный промежуток. К недостаткам известного прототипа можно отнести достаточно высокие требования к электрическим и механическим параметрам диэлектрического слоя высоковольтного электрода. При механическом или электрическом повреждении этого слоя разряд немедленно меняет свою структуру. В месте повреждения изоляции формируется высокотемпературная дуга, которая может нанести вред обрабатываемой биологической ткани. Кроме того, ток барьерного разряда сильно зависит от емкости разрядного промежутка, которая в свою очередь определяется расстоянием между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Эта нестабильность параметров плазмы барьерного разряда с изменением расстояния приводит к неоднородной обработке поверхности.A device for disinfecting surfaces by means of a cold plasma [5], which is the closest in terms of the problem to be solved and adopted as a prototype, is known. This prototype acts on the fabric to be treated with low-temperature plasma of a barrier discharge and consists of a small-sized housing in which a constant voltage source, a high-voltage AC converter, and a high-voltage electrode coated with a dielectric layer are placed. A common feature of the known device and the claimed utility model is that the ignited discharge burns in air and there is no system for supplying working gas to the discharge gap. The disadvantages of the known prototype include fairly high requirements for the electrical and mechanical parameters of the dielectric layer of the high voltage electrode. With mechanical or electrical damage to this layer, the discharge immediately changes its structure. A high-temperature arc is formed at the site of insulation damage, which can harm the biological tissue being processed. In addition, the current of the barrier discharge strongly depends on the capacity of the discharge gap, which in turn is determined by the distance between the high-voltage electrode and the surface to be treated. This instability of the parameters of the plasma of a barrier discharge with a change in distance leads to an inhomogeneous surface treatment.
Техническим результатом заявленной полезной модели является обеспечение более равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия низкотемпературной плазмы на раневые поверхности без использования какой-либо системы подачи рабочего газа в разрядный промежуток. Кроме того, техническим результатом заявленной полезной модели является существенное упрощение конструкции и уменьшение габаритов устройства.The technical result of the claimed utility model is to provide a more uniform and effective disinfecting effect of low-temperature plasma on wound surfaces without using any system for supplying working gas to the discharge gap. In addition, the technical result of the claimed utility model is a significant simplification of the design and reduction of the dimensions of the device.
Технический результат заявленной полезной модели достигается тем, что между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью зажигается импульсно-периодический разряд, который генерируется в процессе разряда накопительного конденсатора через последовательно соединенные резистор и импульсный высоковольтный трансформатор. Наличие резистора в разрядной цепи уменьшает добротность колебательного контура образованного накопительным конденсатором и импульсным трансформатором. Это позволяет сократить длительность генерируемых высоковольтных импульсов и ограничить величину протекающего тока до безопасных значений.The technical result of the claimed utility model is achieved by the fact that a pulse-periodic discharge is ignited between the high-voltage electrode and the treated surface, which is generated during the discharge of the storage capacitor through a series-connected resistor and a pulse high-voltage transformer. The presence of a resistor in the discharge circuit reduces the quality factor of the oscillatory circuit formed by the storage capacitor and a pulse transformer. This allows you to reduce the duration of the generated high-voltage pulses and limit the amount of flowing current to safe values.
Кроме того, технический результат достигается тем, что процесс разряда накопительного конденсатора инициируется пробоем последовательно включенного газоразрядного коммутатора, который значительно надежнее и дешевле аналогичных полупроводниковых приборов. Следует отметить, что наличие в разрядном контуре резистора способствует уменьшению времени восстановления газового разрядника. Это в свою очередь позволяет увеличить частоту следования высоковольтных импульсов до 1000 Hz и выше.In addition, the technical result is achieved in that the discharge process of the storage capacitor is initiated by the breakdown of a series-connected gas-discharge switch, which is much more reliable and cheaper than similar semiconductor devices. It should be noted that the presence of a resistor in the discharge circuit helps to reduce the recovery time of the gas spark gap. This in turn allows increasing the repetition rate of high voltage pulses up to 1000 Hz and higher.
Кроме того, технический результат достигается тем, что последовательно с высоковольтным электродом включен дополнительный защитный резистор.In addition, the technical result is achieved in that an additional protective resistor is connected in series with the high-voltage electrode.
Указанный технический результат, таким образом, достигается тем, что портативный плазменный дезинфектор для использования в экстремальных и бытовых условиях, содержащий корпус, выполненный из диэлектрического материала, с установленными на его поверхности высоковольтным и заземленным электродами, расстояние между которыми не менее 50 мм, размещенные внутри корпуса источник постоянного напряжения, высокочастотный преобразователь напряжения, который имеет регулятор выходного напряжения, в соответствии с заявленной полезной моделью, в ней к выходу высокочастотного преобразователя напряжения подсоединены накопительный конденсатор и последовательно соединенные между собой коммутатор, контурный резистор и импульсный трансформатор, входная низковольтная обмотка которого соединена с накопительным конденсатором и контурным резистором, при этом выходная высоковольтная обмотка импульсного трансформатора соединена одним из выходов с ограничительным резистором, который соединен с высоковольтным электродом, а другим с заземленным электродом, при этом, коммутатор выполнен в виде газонаполненного разрядника, который имеет величину пробойного напряжения 100-1000 В, а высоковольтный электрод имеет форму конуса со округлением на конце с радиусом 2-10 мм.The specified technical result is thus achieved by the fact that a portable plasma disinfector for use in extreme and domestic conditions, comprising a housing made of dielectric material with high voltage and grounded electrodes installed on its surface, the distance between which is at least 50 mm, placed inside housing a constant voltage source, a high-frequency voltage converter, which has an output voltage regulator, in accordance with the claimed utility model, in a storage capacitor is connected to the output of the high-frequency voltage converter, and a switch, a loop resistor and a pulse transformer are connected in series, the input low-voltage winding of which is connected to a storage capacitor and a loop resistor, while the output high-voltage winding of the pulse transformer is connected to one of the outputs with a limiting resistor, which connected to a high-voltage electrode, and another to a grounded electrode, while the switch is nen in the form of a gas-filled spark gap, which has a breakdown voltage of 100-1000 V, and the high-voltage electrode has the shape of a cone with rounding at the end with a radius of 2-10 mm.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3 Фиг.4, Фиг.5 и Фиг.6The essence of the claimed utility model is illustrated in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3, Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6
На Фиг.1 представлена схема портативного плазменного дезинфектора для использования в экстремальных и бытовых условиях.Figure 1 presents a diagram of a portable plasma disinfector for use in extreme and domestic conditions.
На Фиг.2 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 2 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the surface to be treated.
На Фиг.3 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 3 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece.
На Фиг.4 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 4 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface.
На Фиг.5 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 О, и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 5 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 O, and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface.
На Фиг.6 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 1 kΩ. и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью.Figure 6 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance 1 kΩ. and in the absence of a discharge between the high voltage electrode and the workpiece.
Заявленная полезная модель (Фиг.1) содержит выполненный из диэлектрического материала корпус (1), установленные на его поверхности высоковольтный (2) и заземленный (3) электроды, расстояние между которыми не менее 50 mm, размещенные внутри корпуса (1) источник постоянного напряжения (4), снабженный регулятором выходного напряжения (5), высокочастотный преобразователь напряжения (6), к выходу которого подсоединены накопительный конденсатор (7) и последовательно соединенные между собой коммутатор (8), контурный резистор (9) и импульсный трансформатор (10), входная низковольтная обмотка, которого соединена с накопительным конденсатором (7) и контурным резистором (9), при этом выходная высоковольтная обмотка импульсного трансформатора соединена одним из выходов с ограничительным резистором (11), который соединен с высоковольтным электродом (2), а другим с заземленным электродом (3). Коммутатор (8) выполнен в виде газонаполненного разрядника, который имеет величину пробойного напряжения 100-1000 В, а высоковольтный электрод имеет форму конуса со округлением на конце с радиусом 2-10 мм.The claimed utility model (FIG. 1) contains a housing (1) made of a dielectric material, high-voltage (2) and grounded (3) electrodes installed on its surface, the distance between which is at least 50 mm, and a constant voltage source located inside the housing (1) (4) equipped with an output voltage regulator (5), a high-frequency voltage converter (6), the output of which is connected to a storage capacitor (7) and series-connected switch (8), a loop resistor (9) and a pulse transformer (10), the input low-voltage winding, which is connected to the storage capacitor (7) and the loop resistor (9), while the output high-voltage winding of the pulse transformer is connected to one of the outputs with a limiting resistor (11), which is connected to the high-voltage electrode (2), and another with a grounded electrode (3). The switch (8) is made in the form of a gas-filled spark gap, which has a breakdown voltage of 100-1000 V, and the high-voltage electrode has the shape of a cone with rounding at the end with a radius of 2-10 mm.
На Фиг.2 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω. и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Данная зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и отсутствии разряда имеет вид слабозатухающего колебания.Figure 2 shows the dependence of the magnitude of the output voltage on time with a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω. and in the absence of a discharge between the high voltage electrode and the workpiece. This dependence shows that the output voltage with a low value of the circuit resistance and the absence of discharge has the form of a slightly damped oscillation.
На Фиг.3 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω, и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Данная зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и наличии разряда имеет вид сильнозатухающего колебания.Figure 3 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω, and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface. This dependence shows that the output voltage at a low value of the circuit resistance and the presence of a discharge has the form of a strongly damped oscillation.
На Фиг.4 представлена в качестве примера конкретной реализации заявленной полезной модели зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω, и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Такое значение контурного сопротивления соответствует наиболее оптимальным параметрам генерируемых высоковольтных импульсов.Figure 4 presents, as an example of a specific implementation of the claimed utility model, the dependence of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω, and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the surface to be treated. This value of the loop resistance corresponds to the most optimal parameters of the generated high-voltage pulses.
На Фиг.5 представлена в качестве примера конкретной реализации заявленной полезной модели зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. Хорошо видно, что зависимости, представленные на Фиг.4 и Фиг.5 практически совпадают.Figure 5 presents, as an example of a specific implementation of the claimed utility model, the dependence of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece. It is clearly seen that the dependencies presented in Fig. 4 and Fig. 5 are practically the same.
На Фиг.6 представлена зависимость величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 1 кΩ и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью. В этом случае зависимость выходного напряжения от времени имеет вид экспоненциального убывания с максимальным значением, не превышающим нескольких сотен вольт.Figure 6 shows the dependence of the value of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 1 kΩ and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the treated surface. In this case, the dependence of the output voltage on time has the form of an exponential decrease with a maximum value not exceeding several hundred volts.
Работа заявляемой полезной модели осуществляется следующим образом. Оператор берет устройство в руку и подает питание на высокочастотный преобразователь напряжения (6). В результате работы преобразователя на его выходе возбуждается напряжение, величина которого может составлять от 10 В до 1 кВ. От этого напряжения заряжается накопительный конденсатор (7) до напряжения пробоя газонаполненного коммутатора (8). После пробоя газонаполненного коммутатора (8) возникает быстрозатухающий импульс тока, который возбуждает высоковольтный импульс величиной 3-30 кВ на выходе импульсного трансформатора (10). Регулятором выходного напряжения (5) высокочастотного преобразователя напряжения (6) можно изменять частоту следования высоковольтных импульсов. При приближении высоковольтного электрода (2) к поверхности обрабатываемого объекта, например к кожному покрову человека, загорается слабый разряд, сопровождающийся едва заметным сине-голубым свечением холодной плазмы. При этом цепь протекания разрядного тока образуется за счет наличия электропроводимости у обрабатываемого объекта и оператора, который держит это миниатюрное устройство в руке. Ультрафиолетовое излучение и компоненты плазмы (электроны ионы, возбужденные атомы, молекулы и радикалы) оказывают дезинфицирующее действие на обрабатываемую поверхность. Если необходима обработка поверхности площадью большей, чем площадь контакта разряда с обрабатываемой поверхностью, то оператор осуществляет сканирование над поверхностью объекта, поддерживая тем самым "горение" плазмы.The operation of the claimed utility model is as follows. The operator takes the device in his hand and supplies power to the high-frequency voltage converter (6). As a result of the operation of the converter, a voltage is excited at its output, the value of which can be from 10 V to 1 kV. The storage capacitor (7) is charged from this voltage to the breakdown voltage of the gas-filled switch (8). After the breakdown of the gas-filled switch (8), a rapidly damping current pulse arises, which excites a high voltage pulse of 3-30 kV at the output of the pulse transformer (10). The output voltage regulator (5) of the high-frequency voltage converter (6) can change the repetition rate of high voltage pulses. As the high-voltage electrode (2) approaches the surface of the treated object, for example, to the skin of a person, a weak discharge lights up, accompanied by a barely noticeable blue-blue glow of cold plasma. In this case, the circuit for the discharge current is formed due to the conductivity of the treated object and the operator who holds this miniature device in his hand. Ultraviolet radiation and plasma components (electrons, ions, excited atoms, molecules and radicals) have a disinfecting effect on the treated surface. If surface treatment is required with an area larger than the contact area of the discharge with the surface being treated, the operator scans over the surface of the object, thereby supporting the “burning” of the plasma.
Заявленная полезная модель была апробирована в лабораторных условиях Санкт-Петербургского государственного университета в режиме реального времени.The claimed utility model was tested in laboratory conditions of St. Petersburg State University in real time.
В результате экспериментов было подтверждено достижение указанного технического результата: обеспечение более равномерного и эффективного дезинфицирующего воздействия низкотемпературной плазмы на раневые поверхности.As a result of the experiments, the achievement of the indicated technical result was confirmed: providing a more uniform and effective disinfecting effect of low-temperature plasma on wound surfaces.
Тестовые режимы работы портативного плазменного дезинфектора для использования в экстремальных и бытовых условиях.Test modes of portable plasma disinfector for use in extreme and domestic conditions.
Во всех тестовых режимах работы устройства использовался накопительный конденсатор (7) емкостью 10 нФ, который заряжался до 100 В. Номинальное значение ограничительного сопротивления (8) 15 MΩ. Амплитудное значение выходного напряжения не превышало 10 кВ.In all test operating modes of the device, a storage capacitor (7) with a capacity of 10 nF was used, which was charged up to 100 V. The nominal value of the limiting resistance (8) was 15 MΩ. The amplitude value of the output voltage did not exceed 10 kV.
Пример 1.Example 1
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось менее 1 О, что соответствует очень большой добротности колебательного контура образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10). На Фиг.2 и на Фиг.3, как было указано выше, представлены зависимости величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления менее 1 Ω и при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.2) и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.3). В первом случае (Фиг.2) такая зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и отсутствии разряда имеет вид слабозатухающего колебания, а во втором случае (Фиг.3) такая зависимость показывает, что выходное напряжение при низком значении контурного сопротивления и наличии разряда имеет вид сильнозатухающего колебания.The nominal value of the circuit resistance was chosen less than 1 O, which corresponds to a very large Q factor of the oscillatory circuit formed by the storage capacitor (7) and a pulse transformer (10). Figure 2 and Figure 3, as mentioned above, presents the dependence of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of less than 1 Ω and in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece (Figure 2) and in the presence of a discharge between a high voltage electrode and a machined surface (Figure 3). In the first case (Figure 2), this dependence shows that the output voltage at a low value of the circuit resistance and the absence of discharge has the form of a slightly damped oscillation, and in the second case (Figure 3), this dependence shows that the output voltage at a low value of the circuit resistance and the presence of a discharge has the form of a strongly damped oscillation.
По представленным на Фиг.2 и Фиг.3 зависимостям выходного напряжения от времени можно видеть сильное отличие в длительности импульсов при наличии и отсутствии разряда между высоковольтным электродом (2) и обрабатываемой поверхностью. Это различие вызвано тем, что при наличии разряда добротность колебательного контура резко падает.According to the dependences of the output voltage on time presented in FIG. 2 and FIG. 3, one can see a strong difference in the pulse duration in the presence and absence of a discharge between the high-voltage electrode (2) and the treated surface. This difference is due to the fact that in the presence of a discharge, the quality factor of the oscillating circuit drops sharply.
Пример 2.Example 2
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось 15 Ω, что соответствует добротности колебательного контура, образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10) порядка нескольких единиц. При таком значении контурного сопротивления заявленное устройство работает наиболее оптимально. Как было указано выше, на Фиг.4 и на Фиг 5 представлены в качестве примера конкретной реализации заявленного изобретения зависимости величины выходного напряжения от времени при номинальном значении контурного сопротивления 15 Ω и (Фиг.4) при отсутствии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью значение контурного сопротивления соответствует наиболее оптимальным параметрам генерируемых высоковольтных импульсов, а и при наличии разряда между высоковольтным электродом и обрабатываемой поверхностью (Фиг.5) хорошо видно, что зависимости, представленные на Фиг.4 и Фиг.5 практически совпадают.The nominal value of the loop resistance was selected 15 Ω, which corresponds to the quality factor of the oscillating circuit formed by the storage capacitor (7) and the pulse transformer (10) of the order of several units. With this value of the circuit resistance of the claimed device operates most optimally. As mentioned above, in Fig. 4 and Fig. 5, as an example of a specific implementation of the claimed invention, the dependences of the output voltage on time at a nominal value of the circuit resistance of 15 Ω and (Fig. 4) in the absence of a discharge between the high-voltage electrode and the surface being processed are circuit resistance corresponds to the most optimal parameters of the generated high-voltage pulses, and in the presence of a discharge between the high-voltage electrode and the workpiece (Figure 5) osho seen that depending shown in Figures 4 and 5 substantially coincide.
Этот режим работы устройства характерен тем, что форма генерируемого высоковольтного импульса слабо зависит от выходного тока (Фиг.4 и Фиг.5). В результате экспериментов при данном режиме работы устройства было подтверждено достижение указанного технического результата. Так, например, после воздействия устройством на кровоточащую раневую поверхность небольшой площади (в несколько мм2) наблюдался значительный рост скорости процессов ее заживления. Кроме того, размер возникшей, например, при ушибе (укусе) опухоли, существенно быстрее уменьшался при использовании заявленного для заживления устройства, чем это наблюдалось обычно при аналогичных повреждениях биологической ткани другими устройствами.This mode of operation of the device is characterized in that the shape of the generated high-voltage pulse weakly depends on the output current (Figure 4 and Figure 5). As a result of experiments at this operating mode of the device, the achievement of the specified technical result was confirmed. So, for example, after the device exposed to a bleeding wound surface of a small area (several mm 2 ), a significant increase in the speed of its healing processes was observed. In addition, the size of a tumor that has arisen, for example, with a bruise (bite), decreased significantly faster when using the device claimed for healing than was usually observed with similar damage to biological tissue by other devices.
Пример 3.Example 3
Номинальное значение контурного сопротивления выбиралось 1 kΩ, что соответствует очень малой добротности колебательного контура образованного накопительным конденсатором (7) и импульсным трансформатором (10). В этом случае длительность высоковольтного импульса почти не зависит от наличия разряда между высоковольтным электродом (2) и обрабатываемой поверхностью, а определяется произведением величины накопительного конденсатора (7) на значение контурного сопротивления. Однако при таком режиме работы устройства большая часть энергии накопительного конденсатора (7) рассеивается на контурном сопротивлении. На упомянутой выше Фиг.6, зависимость выходного напряжения от времени имеет вид экспоненциального убывания с максимальным значением, не превышающим нескольких сотен вольт.The nominal value of the loop resistance was chosen 1 kΩ, which corresponds to a very low Q factor of the oscillatory circuit formed by the storage capacitor (7) and the pulse transformer (10). In this case, the duration of the high-voltage pulse is almost independent of the presence of a discharge between the high-voltage electrode (2) and the treated surface, and is determined by the product of the value of the storage capacitor (7) by the value of the loop resistance. However, with this mode of operation of the device, most of the energy of the storage capacitor (7) is dissipated by the circuit resistance. In the above-mentioned FIG. 6, the dependence of the output voltage on time has the form of an exponential decrease with a maximum value not exceeding several hundred volts.
Кроме основного режима работы заявленного устройства, большой интерес представляет режим, при котором основным токоограничительным элементом является не ограничительный резистор (11), а контурный резистор (9). Ток во вторичной обмотке импульсного трансформатора не может превысить значения Uc/(R·K) (Uc - напряжение накопительного конденсатора; К - коэффициент трансформации; R - сопротивление контурного резистора). Это потребует большого значения сопротивления контурного резистора (9) (более 100 Ω). Чтобы добротность колебательного контура оставалась порядка нескольких единиц, нужно использовать импульсный трансформатор (10) с большим значением индуктивности, что в свою очередь скажется на его размерах. При таком режиме работы устройства длительность высоковольтных импульсов будет зависеть от Заявляемая полезная модель позволяет проводить дезинфекцию раневых поверхностей, а также стимулировать процессы их заживления достаточно простым способом. В отличие от большинства дорогостоящих, громоздких и нуждающихся в постоянном источнике рабочего газа и сетевого напряжения плазменных стерилизаторов, данный прибор представляет собой портативный аппарат, который может работать от маломощного элемента питания (например, небольшого аккумулятора или батарейки). К преимуществам заявленной полезной модели можно отнести также простоту и надежность конструкции. Список использованной литературы:In addition to the main mode of operation of the claimed device, of great interest is the mode in which the main current-limiting element is not a limiting resistor (11), but a loop resistor (9). The current in the secondary winding of the pulse transformer cannot exceed the values of U c / (R · K) (U c is the voltage of the storage capacitor; K is the transformation coefficient; R is the resistance of the loop resistor). This will require a large resistance value of the loop resistor (9) (more than 100 Ω). In order for the quality factor of the oscillatory circuit to remain on the order of several units, it is necessary to use a pulse transformer (10) with a large value of inductance, which in turn will affect its size. With this mode of operation of the device, the duration of high-voltage pulses will depend on the claimed utility model that allows disinfection of wound surfaces, as well as stimulate the healing process in a fairly simple way. Unlike most expensive, bulky and needing a constant source of working gas and mains voltage plasma sterilizers, this device is a portable device that can operate on a low-power battery (for example, a small battery or battery). The advantages of the claimed utility model include the simplicity and reliability of the design. List of used literature:
1. Бочкарев С.Г.; Волчек С. В.; Гвиниашвили Г.Г.; Данов Г.А.; Дрожжев В.В.; Китаев Н.П.; Фролов В.Н. // электрокоагулятор // Патент России RU 2008829, 15.03.1994.//1. Bochkarev S.G .; Volchek S.V .; Gviniashvili G.G .; Danov G.A .; Drozhev V.V .; Kitaev N.P .; Frolov V.N. // electrocoagulator // Patent of Russia RU 2008829, 03/15/1994.//
2. Дубинин B.C.; Егошин Е.И.; Китаев Н.П.; Орищенко В.Д.; Фролов В.Н. // Способ электрохирургии в полых органах// Патент России RU 2034518, 10.05.1995.//2. Dubinin B.C .; Egoshin E.I .; Kitaev N.P .; Orishchenko V.D .; Frolov V.N. // Method of electrosurgery in hollow organs // Russian Patent RU 2034518, 05/10/1995.//
3. Журавлев В.Н.; Пушин В.Г.; Лоран О.Б.; Баженов И.В. // электрокоагулятор // Патент России RU 2080825, 10.06.1997.//3. Zhuravlev V.N .; Pushin V.G .; Laurent O.B .; Bazhenov I.V. // electrocoagulator // Patent of Russia RU 2080825, 10.06.1997.//
4. Абрамов О.И., Настич Ю.Н., Лащинский А.Г., Хрупкий В.И., Писаренко Л.В. // устройство для коагуляции и стимуляции заживления раневых дефектов биологических тканей // Патент России RU 2138213, 27.09.1999. //4. Abramov O.I., Nastich Yu.N., Lashchinsky A.G., Khrupky V.I., Pisarenko L.V. // device for coagulation and stimulation of healing of wound defects of biological tissues // Russian Patent RU 2138213, 09/27/1999. //
5. Прототип. Коровин В.Н. // устройство для обеззараживания поверхностей посредством холодной плазмы // Патент России RU 94038376, 10.08.1996. //5. The prototype. Korovin V.N. // device for disinfecting surfaces by means of cold plasma // Russian Patent RU 94038376, 08/10/1996. //
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013109588/15U RU134052U1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013109588/15U RU134052U1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU134052U1 true RU134052U1 (en) | 2013-11-10 |
Family
ID=49516893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013109588/15U RU134052U1 (en) | 2013-03-04 | 2013-03-04 | PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU134052U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638797C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-12-15 | Александр Михайлович Астафьев | Gas-discharge device for processing heat-sensitive surfaces |
| RU199923U1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-09-28 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" Министерства обороны Российской Федерации | Indoor disinfection nozzle |
-
2013
- 2013-03-04 RU RU2013109588/15U patent/RU134052U1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2638797C1 (en) * | 2016-12-19 | 2017-12-15 | Александр Михайлович Астафьев | Gas-discharge device for processing heat-sensitive surfaces |
| RU199923U1 (en) * | 2020-03-02 | 2020-09-28 | Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия радиационной, химической и биологической защиты имени Маршала Советского Союза С.К. Тимошенко" Министерства обороны Российской Федерации | Indoor disinfection nozzle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2656333C1 (en) | Plasma device with a replacement discharge tube | |
| CN104981270B (en) | Using the apparatus and method of low pressure plasma processing biological tissue | |
| CN104981269B (en) | Apparatus and method for treating biological tissue using low-pressure plasma | |
| US20140311891A1 (en) | Tubular floating electrode dielectric barrier discharge for applications in sterilization and tissue bonding | |
| JP6310458B2 (en) | Apparatus and method for treating biological tissue using low pressure plasma | |
| CN203167413U (en) | Atmospheric-pressure dispersion-type cold plasma generator | |
| US8927896B2 (en) | Battery powered handheld air plasma spray | |
| KR101662160B1 (en) | Skin treatment apparatus using plasma | |
| CN106993369A (en) | Portable low-temperature plasma generating device with human body protection function | |
| RU2526810C1 (en) | Plasma disinfector for biological tissues | |
| RU134052U1 (en) | PORTABLE PLASMA DISINFECTOR FOR USE IN EXTREME AND HOUSEHOLD CONDITIONS | |
| Hnatiuc et al. | A review over the cold plasma reactors and their applications | |
| Xu et al. | A two-mode portable atmospheric pressure air plasma jet device for biomedical applications | |
| US5556418A (en) | Method and apparatus for pulsed magnetic induction | |
| CN109922748A (en) | Device and method for treating skin conditions | |
| RU2732696C2 (en) | Portable device used mainly for burning and drying by means of spark discharge | |
| RU2732218C1 (en) | Apparatus for treating wounds and stopping bleeding using low-temperature atmospheric pressure plasma | |
| Humud | Argon plasma needle source | |
| RU2413551C2 (en) | Device for influence on bioobject | |
| Schitz et al. | Nonthermal plasma jet for biomedical applications | |
| KR101756686B1 (en) | Nozzle structure for teeth whitening machine and portable teeth whitening machine | |
| Xue et al. | Design and characteristics investigation of a miniature low-temperature plasma spark discharge device | |
| KR20160139892A (en) | Scalp treatment apparatus using brush type plasma generator | |
| Jeong et al. | Influence of an external electrode on a plasma plume ejected from a syringe electrode inside a glass tube | |
| KR20170062566A (en) | Nozzle structure for teeth whitening machine and portable teeth whitening machine |