【摘要】： 隨著社會的進(jìn)步,醫(yī)療事業(yè)發(fā)展迅速,醫(yī)療器械的滅菌消毒問題日益提到了緊要位置。傳統(tǒng)的滅菌消毒方法存在著很多弊病,諸如滅菌溫度高,時間長,存在化學(xué)殘留物,對環(huán)境有污染等。因此,就需要研究新的滅菌技術(shù),能夠在短時間內(nèi)完成滅菌效果,同時又能夠不對醫(yī)療器械有所損傷,并且要降低對醫(yī)務(wù)人員以及環(huán)境的損害,這就促使了低溫等離子體滅菌消毒技術(shù)的產(chǎn)生。 本課題利用電力電子和脈沖功率技術(shù)研制了一臺高頻高壓電源,用于介質(zhì)阻擋放電,產(chǎn)生低溫等離子體進(jìn)行滅菌消毒技術(shù)的研究。該電源利用電容儲能技術(shù),通過控制IGBT的通斷對電容進(jìn)行快速放電,形成高頻脈沖,再通過高頻變壓器升壓,實現(xiàn)高頻高壓輸出。該電源輸出電壓峰值0～20kV,可調(diào);重復(fù)頻率0～30kHz,可調(diào)。 本文對高頻高壓電源的工作原理,設(shè)計方法做了詳細(xì)的介紹;對電路各部分如儲能電容充電、IGBT的驅(qū)動和保護(hù)、高頻脈沖變壓器設(shè)計等都做了詳細(xì)的分析;建立了電路的PSpice仿真模型,進(jìn)行了仿真計算;對電源電路系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試、組裝,得到的實驗數(shù)據(jù)和波形,與仿真波形基本吻合。 本文應(yīng)用自行研制的高頻高壓電源進(jìn)行介質(zhì)阻擋放電。對等離子體發(fā)生器進(jìn)行了設(shè)計,給出了放電模型,并對放電功率進(jìn)行了計算。給出了滅菌消毒研究的數(shù)據(jù),并對影響滅菌消毒的參數(shù)進(jìn)行了研究。針對滅菌消毒的結(jié)果,進(jìn)行了滅菌機理的分析,證實了滅菌消毒與等離子體中所含的活性粒子成分有密切的關(guān)系。 最后,本文對研究中存在的不足給出了意見和建議,并對以后的研究提出了展望。
[Abstract]:With the progress of society and the rapid development of medical service, the sterilization and disinfection of medical devices is becoming more and more important. Traditional sterilization methods have many disadvantages, such as high sterilization temperature, long time, chemical residues, environmental pollution and so on. Therefore, there is a need to study new sterilization techniques that can achieve sterilization in a short time without damaging medical devices and reducing damage to medical personnel and the environment. This promotes the generation of low-temperature plasma sterilization technology. In this paper, a high frequency and high voltage power supply is developed by using power electronics and pulse power technology, which is used for dielectric barrier discharge and low temperature plasma to sterilize. The power supply uses capacitive energy storage technology to discharge the capacitor quickly by controlling the switching of the IGBT to form high frequency pulse and then boost the voltage through the high frequency transformer to realize the high frequency and high voltage output. The output voltage peak value of the power supply is 20 kV, adjustable, and the repetition rate is 0 ~ 30 kHz, adjustable. In this paper, the working principle and design method of high frequency and high voltage power supply are introduced in detail, and various parts of the circuit, such as charge of energy storage capacitor, drive and protection of IGBT, design of high frequency pulse transformer and so on, are analyzed in detail. The PSpice simulation model of the circuit is established, the simulation calculation is carried out, and the power supply circuit system is debugged and assembled. The experimental data and waveform obtained are basically consistent with the simulation waveform. In this paper, dielectric barrier discharge is carried out by using high frequency and high voltage power supply developed by ourselves. The plasma generator is designed, the discharge model is given, and the discharge power is calculated. The data of sterilization research were given and the parameters affecting sterilization were studied. Based on the results of sterilization, the mechanism of sterilization was analyzed, and the close relationship between sterilization and the composition of active particles in plasma was confirmed. Finally, this paper gives some suggestions and suggestions on the shortcomings of the research, and puts forward a prospect for the future research.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：R187;O539

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本文編號：2334035