阵列式针-环自激发等离子体射流装置实现大面积灭菌

传统等离子体射流装置需通入大量载气,导致其实验系统庞大,实验成本高.文章针对以上不足之处,设计了一种阵列式针-环自激发等离子体射流装置.该装置由7根长61 mm、直径1.1 mm的钨针,长和宽均为50 mm的印刷电路板(printed circuit board,PCB)和直流高压电源三部分组成.其中6根钨针按照六边形的6个顶点排列,另外1根钨针置于六边形中心,7根钨针组合成一个阵列共同作为高压电极.在PCB的预留孔中覆铜,形成直径6 mm、厚度为1.6 mm的铜环作为接地电极.采用针-环结构,实现各单元稳定同步放电.电压实验表明,该装置自8.0kV开始可以产生均匀性较好的射流;根据光谱仪采集到的光谱,通过拟合对比得到该装置产生等离子体射流的转动温度为300 K;灭菌实验表明,在11.5 kV电压下处理50 s灭菌面积可以达到703.36 mm2,并且该装置可以达到六边形的灭菌范围,与传统等离子体装置相比,即使不通入载气,也有着良好的灭菌效果.