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介质阻挡放电等离子体灭菌消毒实验研究

贾建平  
【摘要】: 随着社会的进步,医疗事业发展迅速,医疗器械的灭菌消毒问题日益提到了紧要位置。传统的灭菌消毒方法存在着很多弊病,诸如灭菌温度高,时间长,存在化学残留物,对环境有污染等。因此,就需要研究新的灭菌技术,能够在短时间内完成灭菌效果,同时又能够不对医疗器械有所损伤,并且要降低对医务人员以及环境的损害,这就促使了低温等离子体灭菌消毒技术的产生。 本课题利用电力电子和脉冲功率技术研制了一台高频高压电源,用于介质阻挡放电,产生低温等离子体进行灭菌消毒技术的研究。该电源利用电容储能技术,通过控制IGBT的通断对电容进行快速放电,形成高频脉冲,再通过高频变压器升压,实现高频高压输出。该电源输出电压峰值0~20kV,可调;重复频率0~30kHz,可调。 本文对高频高压电源的工作原理,设计方法做了详细的介绍;对电路各部分如储能电容充电、IGBT的驱动和保护、高频脉冲变压器设计等都做了详细的分析;建立了电路的PSpice仿真模型,进行了仿真计算;对电源电路系统进行了调试、组装,得到的实验数据和波形,与仿真波形基本吻合。 本文应用自行研制的高频高压电源进行介质阻挡放电。对等离子体发生器进行了设计,给出了放电模型,并对放电功率进行了计算。给出了灭菌消毒研究的数据,并对影响灭菌消毒的参数进行了研究。针对灭菌消毒的结果,进行了灭菌机理的分析,证实了灭菌消毒与等离子体中所含的活性粒子成分有密切的关系。 最后,本文对研究中存在的不足给出了意见和建议,并对以后的研究提出了展望。


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