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介质阻挡放电等离子体灭菌消毒实验研究

作　者: 贾建平
导　师: 刘克富
学　校: 华中科技大学
专　业: 脉冲功率与等离子体
关键词: 脉冲功率非热等离子体高频高压电源介质阻挡放电灭菌消毒灭菌机理
分类号: O539
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 脉冲功率与等离子体  8-9
  1.2 介质阻挡放电  9-10
  1.3 低温等离子体灭菌消毒研究的意义  10-11
  1.4 国内外研究现状  11-13
  1.5 课题研究思路与方案  13-15
2 高频高压电源的研制  15-37
  2.1 高频高压电源工作原理及其设计详述  15-29
  2.2 电路的PSPICE 仿真研究  29-33
  2.3 电源的实验研究  33-37
3 介质阻挡放电与等离子体发生器  37-45
  3.1 等离子体发生器  37-40
  3.2 介质阻挡放电实验  40-42
  3.3 介质阻挡放电参数的计算  42-45
4 等离子体灭菌消毒实验研究  45-61
  4.1 低温等离子体灭菌消毒系统  45-46
  4.2 细菌的制备及实验效果的检验  46-47
  4.3 灭菌实验  47-57
  4.4 低温等离子体灭菌消毒机理的研究  57-61
5 总结  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-67
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
附录2 实物图片  68

介质阻挡放电等离子体灭菌消毒实验研究

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