等离子体发生器及等离子梳的制作方法

1.本技术属于等离子体技术领域，具体的涉及一种等离子体发生器及等离子梳。


背景技术：

2.等离子体(plasma)，是由部分电子被剥夺后的原子、原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于德拜长度的宏观电中性电离气体。等离子体产生反应性化学物质，富含大量活性自由基、中性粒子、氧离子、羟基等活性粒子(rons)，例如，羟基自由基(oh)，一氧化二氮(n2o)，一氧化氮(no)，臭氧(o3)，超氧化物(o2)。等离子体具有广谱杀菌能力，并且能够直接作用于生物组织表面。
3.等离子体发生器的结构包括悬浮电极式和介质阻挡放电。悬浮电极式在使用时将生物组织作为地电极产生等离子体，仅能在放电结构与导电生物组织的接触面或相距极近(5mm内)时产生等离子体，未与导电生物组织接触部分的放电结构表面无法产生等离子体，无法在毛发等非导电生物组织接触面产生等离子体。
4.介质阻挡放电是一种由绝缘介质插入放电空间的气体放电形式，贯穿两电极的放电通道被气隙中的绝缘介质阻挡，从而在通道中产生大面积、高能量高密度的等离子体。在相关技术中，介质阻挡放电的放电空间位于电极结构的内部，不能直接作用于生物组织表面。因此，如何远离生物组织表面产生等离子体放电成为亟待解决的重要问题。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，本技术提出了一种等离子体发生器及等离子梳。
6.本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.第一方面，本技术提供一种等离子体发生器，包括：
8.柱形电极结构，所述柱形电极结构从中心轴径向向外依次包括：高压电极层、介质阻挡层、地电极层；
9.所述介质阻挡层围绕所述高压电极层；所述地电极层呈条状有间隙地分布在所述介质阻挡层的外表面；
10.供电模块，所述供电模块向所述高压电极层和所述地电极层提供高压脉冲激励，使得所述地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体。
11.在一个实施例中，所述高压电极层呈管状结构；所述管状结构的内部设置有ptc陶瓷发热元件，所述ptc陶瓷发热元件连接供所述电模块，或者，所述管状结构的内部填充绝缘介质层。
12.在一个实施例中，所述地电极层包括环绕所述介质阻挡层外表面设置的多个条状地电极；所述高压电极层包括环绕所述介质阻挡层内表面设置的多个条状高压电极；所述多个条状地电极等间距分布在所述介质阻挡层的外表面；所述多个条状高压电极等间距分布在所述介质阻挡层的内表面。
13.在一个实施例中，所述多个条状地电极和所述多个条状高压电极沿着所述电极结
构的轴向延伸；所述多个条状地电极和所述多个条状高压电极环绕所述介质阻挡层交错排布。
14.在一个实施例中，所述多个条状地电极的外表面设置有绝缘介质层。
15.在一个实施例中，所述地电极层包括多个条状电极；所述多个条状电极沿着所述电极结构的轴向延伸，所述多个条状电极等间距分布在所述介质阻挡层的外表面。
16.在一个实施例中，所述地电极层包括多个条状电极；所述多个条状电极沿着所述电极结构的轴向延伸，所述多个条状电极等间距分布在所述介质阻挡层的外表面，所述多个条状电极首尾相连接形成几字形。
17.在一个实施例中，所述地电极层包括多个环状电极；所述多个环状电极环绕所述电极结构的中心轴、等间距分布在所述介质阻挡层的外表面。
18.在一个实施例中，所述地电极层包括网格状电极；所述网格状电极中的间隙呈多边形，所述多边形的形状包括以下任一项：矩形、菱形、正方形、三角形、六边形。
19.第二方面，本技术提供一种等离子梳，包括：梳子底座；设置在所述梳子底座上的间隔排列的多个梳齿，所述多个梳齿中包括至少一个第一梳齿；所述第一梳齿包括柱形电极结构，所述柱形电极结构从中心轴径向向外依次包括：高压电极层、介质阻挡层、地电极层；所述介质阻挡层围绕所述高压电极层；所述地电极层呈条状有间隙地分布在所述介质阻挡层的外表面；供电模块，所述供电模块向所述高压电极层和所述地电极层提供高压脉冲激励，使得所述地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体并向外扩散。
20.在一个实施例中，所述高压电极层呈管状结构；所述管状结构的内部设置有ptc陶瓷发热元件，所述ptc陶瓷发热元件连接所述供电模块；所述等离子梳还包括：温控模块，用于控制所述ptc陶瓷发热元件的温度。
21.本技术的有益效果如下：本技术提供的等离子体发生器，包括柱形电极结构，柱形电极结构从中心轴径向向外依次包括同轴设置的：高压电极层、介质阻挡层、地电极层；在远离生物组织表面的情况下可以在放电结构表面产生均匀等离子体。本技术提供的等离子梳，第一梳齿让梳子可以在远离生物组织表面产生等离子体放电，在放电结构表面产生均匀等离子体。
附图说明
22.下面结合附图对本技术作进一步说明。
23.图1是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
24.图2是本技术公开的图1的等离子体发生器的横截面示意图。
25.图3是本技术实施例公开的等离子体发生器的横截面示意图。
26.图4是本技术实施例公开的等离子体发生器的横截面示意图。
27.图5是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
28.图6是本技术公开的图5的等离子体发生器的横截面示意图。
29.图7是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
30.图8是本技术公开的图7的等离子体发生器的结构示意图。
31.图9是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
32.图10是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
33.图11是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
34.图12是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
35.图13是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
36.图14是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
37.图15是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
38.图16是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
39.图17是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
40.图18是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
41.图19是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
42.图20是本技术实施例公开的等离子体发生器的结构示意图。
43.图21是本技术实施例公开的等离子梳的结构示意图。
44.图22是本技术实施例公开的第一梳齿的结构示意图。
具体实施方式
45.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
46.本技术公开的等离子体发生器包括：柱形电极结构和供电模块，柱形电极结构从中心轴径向向外依次包括：高压电极层、介质阻挡层、地电极层；介质阻挡层围绕高压电极层；地电极层呈条状有间隙地分布在介质阻挡层的外表面；供电模块向高压电极层和地电极层提供高压脉冲激励，使得地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体。
47.在实际应用中，供电模块可以向高压电极层和地电极层提供正弦电压激励，使得地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体。电压的幅值在1-30kv，频率为千赫兹范围。
48.图1为本技术公开的等离子体发生器的结构示意图，图2为本技术公开的等离子体发生器的横截面示意图，如图1、2所示，本技术的等离子体发生器总体上为多层的柱形电极结构，包括高压电极层和地电极层，高压电极层和地电极层间填充介质阻挡层，地电极层的线路呈条状、有间隙地均匀分布于介质阻挡层的外表面，因此，本技术在放电结构表面各部分均可产生均匀等离子体。
49.在示例中，柱形电极结构的形状可以包括圆柱状或者棱柱状或者球壳状。
50.如图1、图2所示，本技术公开的等离子体发生器包括柱形电极结构10和供电模块(未示出)；柱形电极结构10从中心轴径向向外依次包括：高压电极层102、围绕高压电极层102的介质阻挡层103、呈条状有间隙地分布在介质阻挡层103的外表面的地电极层104；供电模块向高压电极层和地电极层提供高压脉冲激励，使得地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体。
51.在一个实施例中，地电极层104可以仅位于介质阻挡层103的表面。在另一个实施例中，地电极层104可以嵌入到介质阻挡层103，与介质阻挡层103的外表面平齐。
52.在一个实施例中，地电极层包括环绕介质阻挡层外表面设置的多个条状地电极；高压电极层包括环绕介质阻挡层内表面设置的多个条状高压电极；多个条状地电极等间距分布在介质阻挡层的外表面；多个条状高压电极等间距分布在介质阻挡层的内表面。
53.图3为本技术一个实施例中提供的圆柱状等离子体发生器的横截面示意图，图4为本技术一个实施例中提供的棱柱状等离子体发生器的横截面示意图。如图3、4所示，地电极层104包括环绕介质阻挡层外表面设置的多个条状地电极1041；高压电极层102包括环绕介质阻挡层内表面设置的多个条状高压电极1021；多个条状地电极1041等间距分布在介质阻挡层103的外表面；多个条状高压电极1021等间距分布在介质阻挡层103的内表面。
54.在一个实施例中，多个条状地电极1041和多个条状高压电极1021沿着电极结构的轴向延伸；多个条状地电极1041和多个条状高压电极1021环绕介质阻挡层交错排布。
55.如图3、4所示，多个条状地电极1041和多个条状高压电极1021沿着电极结构的轴向延伸；多个条状地电极和多个条状高压电极环绕介质阻挡层交错排布。
56.在上述方案中，多个条状地电极和多个条状高压电极沿着电极结构的轴向延伸；多个条状地电极和多个条状高压电极环绕介质阻挡层交错排布。这样，使得电极间的电场方向由法向向切向偏移，提高表面产生等离子体的放电效率。
57.在实际应用中，通过调整条状高压电极1021在第二绝缘介质层106内部的形态分布，可以改变条状高压电极1021与条状地电极1041之间的场强分布。
58.在一个实施例中，多个条状地电极的外表面设置有绝缘介质层，此时，条状地电极可以包覆在第一绝缘介质层的内部。高压电极层的多个条状高压电极可以包覆在第二绝缘介质层的内部。
59.如图3、4所示，条状地电极1041包覆在第一绝缘介质层105的内部，高压电极层的多个条状高压电极1021包覆在第二绝缘介质层106的内部。将条状地电极1041包覆在第一绝缘介质层105的内部。
60.在一个实施例中，第一绝缘介质层105可以是陶瓷介质层。
61.在相关技术中，介质阻挡放电结构的地电极裸露，在地电极的边沿产生等离子体。这样，地电极表面经过长时间等离子体放电将会氧化、腐蚀、脱落，同时，地电极边沿因尖端放电效应处场强较高，会出现一定的丝状放电。
62.在上述方案中，地电极1041包裹在陶瓷介质层内部，从外观面上呈现完整的陶瓷材料，在产生等离子体放电过程中，地电极1041不会出现腐蚀、氧化或脱落的问题。同时，可以较好提升产品的整体美观度、等离子体放电稳定性。
63.在一个实施例中，高压电极层呈管状结构；管状结构的内部设置有ptc(positive temperature coefficient，正温度系数)陶瓷发热元件，ptc陶瓷发热元件连接供电模块，或者，管状结构的内部填充绝缘介质层。
64.如图3所示，高压电极层呈管状结构，管状结构的内部设置有ptc陶瓷发热元件107，ptc陶瓷发热元件107连接供电模块。ptc陶瓷发热元件是一种正温度系数热敏电阻。在一个实施例中，ptc陶瓷发热元件107与高压电极层之间存在间隙。
65.如图5、6所示，上述图1中的高压电极层102呈管状结构，高压电极层102内还形成有中心部101，中心部101填充绝缘介质层。例如，中心部101可以是中空的，即填充气体绝缘介质。
66.如图7、8所示，中心部101可以是被固体介质填充的，即形成中心介质阻挡层100。此时，高压电极层102则呈封闭曲面，例如，圆柱面、棱柱面、球面。
67.在一个实施例中，地电极层包括多个条状电极；多个条状电极沿着电极结构的轴
向延伸，多个条状电极等间距分布在介质阻挡层的外表面。
68.本技术提出的上述等离子体发生器中，地电极层104可以具有多种形式，只要地电极层的线路呈条状、均匀有间隙地分布于多层电极结构表面即可。
69.如图7、8所示，地电极层104包括多个条状电极，多个条状电极沿着柱形电极结构的轴向延伸，并且多个条状电极等间距分布在介质阻挡层103的外表面。
70.在一个实施例中，地电极层包括多个条状电极；多个条状电极沿着电极结构的轴向延伸，多个条状电极等间距分布在介质阻挡层的外表面，多个条状电极首尾相连接形成几字形。
71.如图9、10、11所示，地电极层104包括多个条状电极，多个条状电极沿着电极结构的轴向延伸，多个条状电极等间距分布在介质阻挡层103的外表面，并且多个条状电极首尾相连接形成几字形。
72.在一个实施例中，地电极层包括多个环状电极；多个环状电极环绕电极结构的中心轴、等间距分布在介质阻挡层的外表面。
73.如图12、13、14所示，地电极层104包括多个环状电极，多个环状电极环绕电极结构的中心轴、等间距分布在介质阻挡层103的外表面。
74.如图15、16、17所示，地电极层104包括多个条状电极，多个条状电极呈弯折状环绕电极结构的中心轴、等间距分布在介质阻挡层103的外表面。
75.在一个实施例中，地电极层包括网格状电极；网格状电极中的间隙呈多边形，多边形的形状包括以下任一项：矩形、菱形、正方形、三角形、六边形。
76.如图18、19、20所示，地电极层104包括网格状电极，网格状电极中的空隙呈多边形，图中所示多边形为菱形。在本技术的其他实施例中，多边形也可以是矩形、正方形、三角形、六边形等形状。
77.本技术提出的等离子体发生器呈柱形多层结构，柱形多层结构包括三层结构(地电极层、高压电极层、介质阻挡层)或四层结构组成(地电极层、高压电极层、介质阻挡层、中心部)。设备工作时，将地电极层与高压电极层两端接入交流高压激励电源或脉冲高压激励电源，即可在放电结构侧表面产生均匀等离子体。
78.其中，地电极层可以由导电材料构成，如铜等。构成线条图形可以是条状、蜂窝状、三角网格、正方形网格等任意存在空隙图案，等离子体即在外电极的形状的边缘产生。介质阻挡层及中心介质阻挡层可以是绝缘材料，如陶瓷、玻璃、橡胶、塑料等。高压电极层由导电材料构成，如铜等。
79.本技术提出的等离子体发生器，能够在不接触生物组织情况下实现自放电产生均匀稳定等离子体，且能够深入毛发间隙自放电产生等离子体，从而实现从毛发末梢到毛发根部到毛发下介质层肤表面的消杀清洁。
80.以下，对本技术提供的等离子体发生器的制备方法进行详细介绍，本技术提供的等离子体发生器的制备方法，可以包括以下步骤：
81.步骤a101：在圆柱状的材料本体上，通过丝网印刷的方式制备高压电极层，高压电极层预留接线口，采用高温烧结工艺，使得导电材料扩散进材料本体中。
82.步骤a102：在高压电极层表面上生长一层薄的陶瓷介质层，采用高温烧结工艺对陶瓷介质层高温烧结；
83.步骤a103：在陶瓷介质层表面丝网印刷一层地电极层，地电极层预留接线口，采用高温烧结工艺，丝网印刷的导电材料扩散到陶瓷介质层中。
84.在实际应用中，在中心高压电极层102材料表面包裹一层介质阻挡层103，预留高压电极层102的接线口，进行高温烧结成型。在介质阻挡层103表面印刷地电极层104。
85.在实际应用中，在中心介质阻挡层100材料上通过厚膜印刷工艺印刷上高压电极层102，使得高压电极层102的导电材料渗透入中心介质阻挡层100材料。在高压电极层102表面包裹一层介质阻挡层103，高温烧结成型。在介质阻挡层103表面印刷地电极层104。
86.在一个实施例中，可以将上述公开的等离子体发生器应用到梳子等电子设备中，使电子设备具备等离子放电功能。
87.如图21所示，本技术公开的等离子梳包括：梳子底座11，以及设置在梳子底座11上的间隔排列的多个梳齿，多个梳齿中包括至少一个第一梳齿10，其余的梳齿可以是普通的梳齿。为了方便用户使用，梳子底座还可以包括用户抓握的手柄。
88.在一个实施例中，第一梳齿包括上述各实施例的柱形电极结构。第一梳齿呈多层的柱形电极结构。如图22所示，第一梳齿10为圆柱形多层结构，圆柱形多层结构从中心轴径向向外依次包括：高压电极层、介质阻挡层、地电极层。介质阻挡层围绕高压电极层；地电极层呈条状有间隙地分布在介质阻挡层的外表面。
89.在一个实施例中，等离子梳还包括供电模块，供电模块可以设置在梳子底座内，分别与每个第一梳齿相连。供电模块向每个第一梳齿的高压电极层和地电极层提供高压脉冲激励，使得每个第一梳齿的地电极层周围的空气受到激发后产生等离子体并向外扩散。
90.在一个实施例中，高压电极层可以呈管状结构；管状结构的内部设置有ptc陶瓷发热元件，ptc陶瓷发热元件连接供电模块。
91.在一个实施例中，等离子梳还包括：温控模块，用于控制ptc陶瓷发热元件的温度。
92.在一个实施例中，等离子梳还可以包括开关，用于接通或停止为高压电极层提供高压脉冲激励。
93.本技术提供的等离子梳中的第一梳齿，第一梳齿让梳子可以在远离生物组织表面产生等离子体放电，在放电结构表面产生均匀等离子体，在梳理毛发过程中，可以深入毛发间隙自放电产生等离子体，实现从毛发末梢到毛发根部到毛发下皮肤表面的消杀清洁。
94.在本技术的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
95.上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例间的不同处，其相同或相似处可以互相参考，为了简洁，本文不再赘述
96.本技术所提供的各产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。
97.以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。