本文關鍵詞：用于創(chuàng)面縫合的冷等離子體射流技術研究

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【摘要】：大氣壓冷等離子體射流技術是當今等離子體研究的主流方向,在等離子體生物醫(yī)學這個嶄新的學科領域里有著重大的應用意義和研究價值。大氣壓等離子體射流技術去除了傳統(tǒng)等離子體生成過程中必需的真空系統(tǒng),發(fā)生裝置制作簡單、成本低廉,且生成的等離子體可以在工作氣體氣流的吹動下離開放電空間直接在外圍大氣中產(chǎn)生一段長度可調(diào)的射流,這極大的提高了等離子體的應用效率,擴展了等離子體的應用領域范圍。目前,大氣壓冷等離子體在醫(yī)學領域已用于熱敏感性高的醫(yī)療器械的滅菌、消毒,治療一些由細菌引起的炎癥等,研究者們正致力于等離子體在誘導癌細胞凋亡、促進細胞增殖及血液凝結(jié)等方面的研究。本文研究設計一個大氣壓冷等離子體射流發(fā)生裝置,使其產(chǎn)生的等離子體射流能夠滿足用于創(chuàng)面縫合的基本要求,直接接觸人體不對人體造成熱的或者電的傷害。本文主要內(nèi)容包括以下幾個方面:1.研制大氣壓冷等離子體射流發(fā)生裝置。自主研發(fā)了一臺輸出頻率可調(diào)、電壓幅值0~15kV范圍內(nèi)可調(diào)的正弦交流電源作為整個裝置的驅(qū)動電源,放電電極借鑒盧新培課題組設計的針-環(huán)式電極結(jié)構,以體積分數(shù)為99.999%的高純氬氣作為工作氣體,采用介質(zhì)阻擋放電形式產(chǎn)生大氣壓冷等離子體射流。2.大氣壓冷等離子體射流特性分析。針對產(chǎn)生的等離子體射流,本文做了以下研究分析:等離子體射流產(chǎn)生過程中的電壓-電流特性;電源參數(shù)和工作氣體流速對等離子體射流長度的影響;使用光纖光譜儀采集等離子體射流的發(fā)射光譜,并利用雙譜線法計算等離子體的電子溫度;使用熱電偶接觸式溫度表測量等離子體的氣體宏觀溫度。3.人體直接接觸等離子體射流的安全性研究。利用人體等效電路模擬研究了人體直接接觸等離子體射流時的安全性,并進行了人體接觸實驗。4.等離子體射流系統(tǒng)建模。根據(jù)等離子體射流產(chǎn)生過程中的電壓-電流特性進行系統(tǒng)建模,并推導系統(tǒng)模型的傳遞函數(shù)。
【關鍵詞】：大氣壓冷等離子體射流 射流長度 等離子體溫度 人體安全性 系統(tǒng)建模
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R312
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 等離子體概述12-13
• 1.2 等離子體射流發(fā)生裝置研究現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 射頻電源型14
• 1.2.2 直流電源型14-15
• 1.2.3 交流電源型15-16
• 1.2.4 脈沖電源型16-17
• 1.3 等離子體醫(yī)學應用17-18
• 1.3.1 滅菌技術17-18
• 1.3.2 癌細胞處理及血液凝結(jié)18
• 1.4 課題研究意義18-19
• 1.5 本論文的主要研究內(nèi)容19-20
• 第2章 等離子體生成機理及人工產(chǎn)生方法20-24
• 2.1 等離子體生成機理20-22
• 2.1.1 電暈放電20
• 2.1.2 介質(zhì)阻擋放電20-22
• 2.2 等離子體人工產(chǎn)生方法22-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第3章 大氣壓冷等離子體射流發(fā)生裝置設計24-36
• 3.1 電源系統(tǒng)設計24-34
• 3.1.1 方案設計25
• 3.1.2 PWM驅(qū)動單元25-27
• 3.1.3 逆變電路27-29
• 3.1.4 諧振高壓變壓器29-34
• 3.2 電極系統(tǒng)設計34-35
• 3.3 配氣系統(tǒng)設計35
• 3.4 射流參數(shù)測量系統(tǒng)35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 大氣壓冷等離子體射流特性分析36-50
• 4.1 電壓-電流特性36-38
• 4.2 電源參數(shù)對射流長度的影響38-39
• 4.2.1 電壓幅值的影響38-39
• 4.2.2 電壓頻率的影響39
• 4.3 氣體流速對射流長度的影響39-44
• 4.3.1 仿真研究40-42
• 4.3.2 實驗研究42-44
• 4.4 等離子體射流發(fā)射光譜44-45
• 4.5 電子溫度45-46
• 4.5.1 雙譜線法45-46
• 4.5.2 等離子體電子溫度的計算46
• 4.6 氣體宏觀溫度46-48
• 4.7 本章小結(jié)48-50
• 第5章 等離子體射流人體安全性研究50-58
• 5.1 人體等效電路模擬研究50-57
• 5.1.1 人體電阻的影響51-54
• 5.1.2 人體電容的影響54-57
• 5.2 人體接觸實驗57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 第6章 等離子體射流系統(tǒng)建模58-71
• 6.1 無射流放電分析58-59
• 6.2 有射流放電分析59-69
• 6.2.1 放電波形59-64
• 6.2.2 傳遞函數(shù)64-67
• 6.2.3 過渡段分析67-69
• 6.3 本章小結(jié)69-71
• 結(jié)論71-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果77-78
• 致謝78-79

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2 程昌明;唐德禮;趙杰;;陽極結(jié)構對直流非轉(zhuǎn)移型等離子體射流特性的影響[A];第十三屆全國等離子體科學技術會議論文集[C];2007年

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6 劉峰;王琪;李相波;;等離子體射流預處理船體鋼表面親水性研究[A];第十四屆全國等離子體科學技術會議暨第五屆中國電推進技術學術研討會會議摘要集[C];2009年

7 熊信;張興衛(wèi);李牧;;激光燒蝕氣庫材料等離子體射流數(shù)值模擬[A];第五屆全國強動載效應及防護學術會議暨復雜介質(zhì)/結(jié)構的動態(tài)力學行為創(chuàng)新研究群體學術研討會論文集[C];2013年

8 沈潔;程誠;謝洪兵;倪國華;蘭彥;;氬/氧等離子體射流中活性氧對枯草桿菌失活機理研究[A];第十六屆全國等離子體科學技術會議暨第一屆全國等離子體醫(yī)學研討會會議摘要集[C];2013年

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本文編號：678110