专利名称：具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子体灭菌装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及灭菌技术领域，具有自检功能的交、直流混合起 辉低温等离子体灭菌装置，特别是带有检测等离子体产生时辉光现象的 光敏传感器装置以及通过交、直流混合起辉产生等离子体对医疗器械进 行低温灭菌的装置。
背景技术：
目前在医院使用各种畏热畏湿的物品的灭菌，如内窥镜、起博器、 人工瓣膜、光学仪器、电子设备、导管、塑料制品等都要进行灭菌消毒， 但这些器械中绝大多数都会在高温下变形，因此不宜用常规的高温的方 法进行灭菌消毒，而且高温消毒会縮短贵重医疗器械的使用寿命。如果 采用消毒液浸泡的方法，往往无法彻底杀灭器械缝隙中的细菌，灭菌消 毒后有残留物留在器械上，而且灭菌周期长。在等离子体状态下，物质发生一系列物理和化学变化，如电子交 换、电子能量转换、分子碰撞、化学解离和重组等，这些变化使电离气 体云产生出电子、离子和中子等组合成的带电状态云状物质，这些物质 含有分子、激发态原子、亚稳态原子、自由基等粒子以及紫外线、Y射 线、e射线等，在产生带电状态云状物质时既辉光现象产生。等离子体灭菌技术创始于20世纪60年代，美国Menashi对等离子 灭菌进行了杀灭微生物研究，并于1968年研制出等离子灭菌设备，现有 不少关于等离子灭菌技术的研究报告和专利产品。目前等离子灭菌设备 大多没有观察窗或者有观察窗而没有检测等离子发生的装置，而且存在 等离子起辉不成功的情况，这往往给等离子灭菌留下了隐患，或者降低 了等离子灭菌的效率。在现代真空电子学的研究过程中，发现射频放电可以产生大面积
均匀等离子体，但其受各种条件的束缚，存在起辉失败，产生不了等离 子体的情况，同时发现直流放电容易产生等离子体，起辉条件宽松，但 难以产生均匀大面积等离子体， 一般只是用于产生臭氧做消毒用。现有 的低温等离子体灭菌装置多釆用射频放电的方法，其物理特点决定了等 离子产生失败的可能，并且在等离子产生失败的情况不能进行检测，从 而导致了产品灭菌失败的可能，进而导致重大医疗事故。实用新型内容本实用新型的目的是公开一种具有自检功能的交、直流混合起辉 低温等离子体灭菌装置，以克服现有技术存在的各种缺陷。 为达到上述目的，本发明的技术解决方案为一种具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子体灭菌装置， 包括金属容器、筛网状金属天线、真空泵、绝缘支撑块、金属层板、等 离子电源、自适应射频耦合器、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、 过氧化氢储藏瓶、蠕动泵、液位传感器、硅胶导管、过氧化氢挡板、信 号线、程序控制器；其中金属容器一端有金属盖门，金属盖门设有观察窗、防压行程开关，金属容器侧端与金属盖门之间有密封圈；金属容器内壁上设有绝缘支撑 块、射频电极、直流电极、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光 敏传感器；绝缘支撑块内端固接有筛网状金属天线，筛网状金属天线与 射频电极电连接；筛网状金属天线至少有一片，其形状与金属容器内壁相适配，并 与金属容器内壁的间距为5mm 30mm，光敏传感器位于金属容器与筛网状金属天线之间；金展容器中心部设有金属层板，金属层板为筛网状金属天线所包围，金属层板经绝缘支架与金属容器内壁固接；金属容器通过真空波纹管与真空泵贯通连接，通过硅胶导管与过 氧化氢储藏瓶贯通连接，硅胶导管上设有蠕动泵；过氧化氢储藏瓶内有 液位传感器，硅胶导管在金属容器内的端口所对筛网状金属天线上的部 分有过氧化氢挡板；
金属容器内壁上的射频电极顺序与金属容器外的自适应射频耦合器、射频电源电连接；直流电极与金属容器外的直流电源电连接；程序控制器位于金属容器外，经信号线与液位传感器电连接，并分别与真空泵、射频电源、直流电源、自适应射频耦合器、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光敏传感器和防压行程开关电连接。所述的等离子体灭菌装置，其所述金属容器，为圆柱形或立方形，壳体接地。所述的等离子体灭菌装置，其所述观察窗，装有防辐射的含铅钢 化玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。所述的等离子体灭菌装置，其所述筛网状金属天线，其网孔为直 径3 20mm的园孔，网孔圆心间隔3 20mm。所述的等离子体灭菌装置，其所述光敏传感器，是检测等离子体 灭菌时是否有辉光现象产生。所述的等离子体灭菌装置，其所述光敏传感器，是检测含波长在 100nm 400nm之间紫外线的光线。所述的等离子体灭菌装置，其所述过氧化氢储藏瓶、液位传感器、 过氧化氢挡板为塑料或其他耐腐蚀材料制作。所述的等离子体灭菌装置，其所述金属容器，在其外侧周圆设有 金属容器加热套，金属容器加热套内设有外部温度传感器。本实用新型的装置和现有的其他低温等离子灭菌装置相比，具有 以下不同，通过光敏传感器装置，可以判断等离子产生的状态，通过直 流起辉装置，提高了装置产生等离子体的成功率，通过金属容器外部加 热装置增强过氧化氢的消毒作用，通过含铅刚化玻璃，避免了紫外线等 射线的泄露，通过蠕动泵的物理原理，使得过氧化氢不同注入装置直接 接触，避免一般金属电磁阀被腐蚀的情况。通过上述的功能，本实用新 型所提供的装置能获得比其他低温等离子灭菌装置更高的成功率，更好 的消毒效果，可以在较低温度下(一般在6(TC以下)即可获得极佳的灭 菌消毒效果，避免了高温消毒对器械的影响，可杀灭渗透到器械的缝隙 中的细菌和病毒，灭菌消毒能力提高，本实用新型仅排除少量的水和氧 气，没有废气产生，也不会使器械上有残留的物质。
-图l、是本实用新型具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子 体灭菌装置一实施例结构示意图。
具体实施方式
-结合实施例附图对本实用新型作进一步说明。如图1所示， 一种具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子体灭菌装置，包括金属容器1、金属盖门2、筛网状金属天线3、真空泵 4、真空波纹管5、绝缘支撑块6、金属层板7、射频电极8、直流电极9、 射频电源10、直流电源11、自适应射频耦合器12、真空计13、内部温 度传感器14、湿度传感器15、光敏传感器16、过氧化氢储藏瓶17、蠕 动泵18、液位传感器19、硅胶导管20、过氧化氢挡板21、含铅钢化玻 璃观察窗22、防压行程开关23、金属容器加热套24，外部温度传感器25、 信号线26、程序控制器27，其中金属容器l为圆柱形或立方形，壳体接地，其一端有金属盖门2， 金属盖门2设有观察窗22、 一防压行程开关23，金属容器l侧端与金属 盖门2之间有用于密封的硅材料密封圈，观察窗22有防辐射的含铅钢化 玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。金属容器1内壁上设有绝缘支撑块6、射 频电极8、直流电极9、真空计13、内部温度传感器14、湿度传感器15、 光敏传感器16，光敏传感器16检测灭菌过程是否有起辉现象；绝缘支撑 块6内端固接有筛网状金属天线3，筛网状金属天线3分别与射频电极8、 直流电极9电连接。筛网状金属天线3至少有一片，其网孔为直径3 20mm的园孔， 网孔圆心间隔为3 20mm。筛网状金属天线3的形状与金属容器1内壁 相适配，其与金属容器1内壁的间距为5mm 30mm，光敏传感器16位 于金属容器与筛网状金属天线之间。金属容器1中心部设有金属层板7，金属层板7为筛网状金属天线 3所包围，金属层板7经绝缘支架与金属容器1内壁固接。
金属容器1通过真空波纹管5与真空泵4贯通连接，通过硅胶导 管20与过氧化氢储藏瓶n贯通连接，硅胶导管20上设有蠕动泵18，蠕 动泵18为精确注液装置。过氧化氢储藏瓶17为塑料或其他耐腐蚀材料 制作，有相应的固定装置和减压装置，防止过氧化氢挥发导致压力过大， 其内有液位传感器19，液位传感器19为塑料或其他耐腐蚀材料制作。硅 胶导管20在金属容器1内的端口所对筛网状金属天线3上的部分有过氧 化氢挡板21，过氧化氢挡板21为塑料或其他耐腐蚀材料制作。金属容器1内壁上的射频电极8顺序与金属容器1外的自适应射 频耦合器12、射频电源10电连接；直流电极9与金属容器1外的直流 电源11电连接。金属容器l外侧周圆设有金属容器加热套24，金属容器加热套24 内设有外部温度传感器25。程序控制器27位于金属容器1夕卜，经信号线26与液位传感器19 电连接，并分别与真空泵4、射频电源10、直流电源11、自适应射频耦 合器12、真空计13、内部温度传感器14、湿度传感器15、光敏传感器16 和防压行程开关23电连接。本实用新型的工作原理是这样的用无纺布将需要消毒灭菌的医 疗器械打包后置于金属容器1中的金属层板7上，关闭金属盖门2，启动真空泵4，抽除金属容器1中的气体，通过蠕动泵18注入过氧化氢，再 启动射频电源10，将射频电极8产生的电磁波通过传输线传输到金属容 器1里，在筛网状金属天线3和金属容器1内壁形成射频放电区，过氧 化氢气体经过电离后形成等离子体，其中包含有分子、激发态原子、亚 稳态原子、自由基等粒子以及紫外线、Y射线、e射线等带电云状物质， 这时通过内置在金属容器1中的光敏传感器16检测灭菌过程辉光现象的 产生，如果检测有辉光现象，则继续用射频电极8进行等离子的放电， 并通过自适应射频耦合器12阻抗调节射频电源发生的功率，使其处于最 佳耦合状态，发射的电磁波使密封金属容器1中的气体电离，形成均匀 大面积的等离子体，这时等离子体通过筛网状金属天线3上的筛网孔进 入绝缘支架上金属层板7上的打包医疗器械，进行低温等离子灭菌。如 果光敏传感器16没有检测到辉光现象的产生，则启动直流电源ll，并通 过自适应直流阻抗调节直流电源发生的功率通过直流电极9进行电晕放 电，在直流电极9放电成功后，再启动射频电源IO进行工作，射频电极 8在金属容器1中的气体已经起辉的状态下，很容易起辉，这样就确保了 均匀大面积的等离子体的产生。过氧化氢属于高效消毒剂，具有广谱、高效、快速的特点，在60 °。时，10%的过氧化氢用lmin即可将芽孢杀灭，在l(TC时，10%的过氧 化氢需要200min才可将芽孢杀灭，在等离子的协同作用下，其灭菌效能 大为增强，所以在金属容器1的外侧周圆添加金属容器加热套24和检测 外部温度用的温度传感器25，能精确控制金属容器1内部的温度，使得 金属容器1内部处于60-70°C，即为过氧化氢消毒效能最佳的温度，这样 能大大增强低温等离子灭菌的灭菌效果。综上所述，本实用新型优点是1、可以随时检测等离子体状况， 避免起辉失败；2、交、直流混合起辉装置，提高了灭菌成功率；3、用 金属容器外部加热套进行加热，提高了过氧化氢的灭菌效果。
权利要求1、 一种具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子体灭菌装置， 包括金属容器、筛网状金属天线、真空泵、绝缘支撑块、金属层板、等 离子电源、自适应射频耦合器、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、 过氧化氢储藏瓶、蠕动泵、液位传感器、硅胶导管、过氧化氢挡板、信 号线、程序控制器；其特征在于-金属容器一端有金属盖门，金属盖门设有观察窗、防压行程开关， 金属容器側端与金属盖门之间有密封圈；金属容器内壁上设有绝缘支撑 块、射频电极、直流电极、真空计、内部温度传感器、湿度传感器、光 敏传感器；绝缘支撑块内端固接有筛网状金属天线，筛网状金属天线与 射频电极电连接；筛网状金属天线至少有一片，其形状与金属容器内壁相适配，并 与金属容器内壁的间距为5mm 30mm，光敏传感器位于金属容器与筛 网状金属天线之间；金属容器中心部设有金属层板，金属层板为筛网状金属天线所包围，金属展板经绝缘支架与金属容器内壁固接；金属容器通过真空波纹管与真空泵贯通连接，通过硅胶导管与过 氧化氢储藏瓶贯通连接，硅胶导管上设有蠕动泵；过氧化氢储藏瓶内有 液位传感器，硅胶导管在金属容器内的端口所对筛网状金属天线上的部 分有过氧化氢挡板；金癘容器内壁上的射频电极顺序与金属容器外的自适应射频耦合 器、射频电源电连接；直流电极与金属容器外的直流电源电连接；程序控制器位于金属容器外，经信号线与液位传感器电连接，并 分别与真空泵、射频电源、直流电源、自适应射频耦合器、真空计、内 部温度传慼器、湿度传感器、光敏传感器和防压行程开关电连接。
2、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述金 属容器，为圆柱形或立方形，壳体接地。
3、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述观察窗，装有防辐射的含铅钢化玻璃和起屏蔽作用的金属网丝。
4、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述筛网状金属天线，其网孔为直径3 20mm的园孔，网孔圆心间隔3 20mm。
5、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述光 敏传感器，是检测等离子体灭菌时是否有辉光现象产生。
6、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述光 敏传感器，是检测含波长在100nm 400nm之间紫外线的光线。
7、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述过 氧化氢储藏瓶、液位传感器、过氧化氢挡板为塑料或其他耐腐蚀材料制 作。
8、 如权利要求1所述的等离子体灭菌装置，其特征在于所述金属容器，在其外侧周圆设有金属容器加热套，金属容器加热套内设有外 部温度传感器。
专利摘要一种具有自检功能的交、直流混合起辉低温等离子体灭菌装置，其金属容器一端有金属盖门等，金属容器侧端与金属盖门之间有密封圈；金属容器内壁上设有绝缘支撑块、射频电极、直流电极等；绝缘支撑块内端固接有筛网状金属天线，其与射频电极电连接；光敏传感器位于金属容器与筛网状金属天线之间；金属容器中心部设有金属层板，金属层板经绝缘支架与金属容器内壁固接；金属容器通过真空波纹管与真空泵贯通连接；金属容器内壁上的射频电极顺序与金属容器外的自适应射频耦合器、射频电源电连接；直流电极与金属容器外的直流电源电连接；程序控制器位于金属容器外。本实用新型结构简单，灭菌彻底，时间短，无残留，耗能低，金属和非金属器械均适用。
文档编号A61L2/02GK201020056SQ20072010414
公开日2008年2月13日 申请日期2007年4月5日 优先权日2007年4月5日
发明者吴积云, 李亚东 申请人:北京白象新技术有限公司