Источник низкотемпературной плазмы атмосферного давления

Полезная модель относится к плазменной технике, а точнее к устройствам для генерации низкотемпературной плазмы, и может быть использована в медицине и биологии. Задачей полезной модели является получение полного спектра от потока плазмы. Источник низкотемпературной плазмы атмосферного давления, состоящий из корпуса, рабочий торец которого имеет форму сопла, канала подачи газа, расположенного внутри корпуса вдоль его оси, электрода, выполненного в виде стальной трубки и закрепленного на рабочем торце корпуса, и оптоволокна, которое жестко закреплено внутри канала подачи газа, при этом проксимальный торец оптоволокна углублен в электрод. 1 ил.

Полезная модель относится к плазменной технике, а точнее к устройствам для генерации низкотемпературной плазмы, и может быть использована в медицине и биологии.

Известно устройство, основанное на генерации низкотемпературной плазмы, предназначенное для обработки объектов. Оно состоит из высокочастотного источника питания, плазменной камеры, разрядного электрода, расположенного в плазменной камере, и канала для подачи газа (патент Нидерландов WO 2005/125287 А2 МПК H05H 1/24, опубликованный 29.12.2005). Недостатком данного устройства является то, что в устройстве не предусмотрено средств для контроля химических процессов протекающих в потоке плазмы, которые выполняют одну из ключевых функций при обработке биообъектов.

Известен переносной источник низкотемпературной плазмы атмосферного давления (патент США 5977715 МПК H05B 31/26, опубликованный 02.11.1999), выбранный авторами в качестве прототипа, состоящий из корпуса, канала подачи газа, расположенного внутри корпуса вдоль его оси, электрода, выполненного в виде стальной трубки и закрепленного на рабочем торце корпуса, и оптоволокна, расположенного над корпусом источника плазмы параллельно центральной оси распространения потока плазмы. Проксимальный торец оптоволокна направлен на область генерации потока низкотемпературной плазмы, а дистальный торец оптоволокна отдален от источника плазмы и может быть подсоединен к различным дополнительным устройствам. С помощью оптоволокна осуществляется передача информации о спектре от потока плазмы от проксимального торца к дистальному для дальнейшей регистрации внешними устройствами. С помощью внешних устройств производится идентификация спектра, после этого исследуется зависимость образования активных частиц от прикладываемого напряжения к корпусу источника плазмы и от газа, проходящего через газовый канал. Исследование спектров позволяет выделить те напряжения, прикладываемые к корпусу источника плазмы и те смеси газов, которые позволяют получить требуемый эффект при воздействии на обрабатываемую биоткань, что в свою очередь позволяет автоматизировать процесс управления работой устройства. Недостатком данного источника низкотемпературной плазмы является то, что данное расположение оптоволокна не дает возможности получения полной информации о спектре от потока плазма, что вызывает недостаток информации о параметрах важных при обработке биообъектов, таких как, наличие химически активных радикалов и зависимость их образования от прикладываемой мощности к электроду источника плазмы и от газа, проходящего через газовый канал.

Задачей полезной модели является получение полного спектра от потока плазмы, за счет обеспечения возможности осуществлять регистрацию данных от корня потока плазмы. По мере распространения потока регистрации данных от корня потока плазмы. По мере распространения потока плазмы активные частицы разлетаются в разные стороны, поэтому регистрация спектра именно от корня потока плазмы дает возможность получить информацию о всех активных частицах образующихся в потоке плазмы. Исследуя этот спектр от корня плазмы можно точнее задавать параметры воздействия на биообъект и автоматизировать процесс обработки с выделением режимов обработки.

Поставленная задача решается за счет того, что в источнике низкотемпературной плазмы атмосферного давления, состоящего из корпуса, канала подачи газа, расположенного внутри корпуса вдоль его оси, электрода, выполненного в виде стальной трубки и закрепленного на рабочем торце корпуса, и оптоволокна, рабочий торец корпуса имеет форму сопла, а оптоволокно, расположенного внутри канала подачи газа, при этом проксимальный полированный торец оптоволокна углублен в электрод не менее чем на 1 мм, а дистальный отдален от источника и может быть подсоединен к внешним устройствам. Расположение проксимального торца волокна вблизи образования плазмы позволяет получить полный спектр от потока плазмы. С помощью оптоволокна осуществляется передача информации о спектре от потока плазмы от проксимального торца к дистальному для дальнейшей регистрации внешними устройствами. С помощью этих устройств производится идентификация спектра, после этого исследуется зависимость образования активных частиц от мощности, прикладываемой к электроду источника плазмы, и от газа, проходящего через газовый канал.

Корпус источника низкотемпературной плазмы атмосферного давления выполнен из диэлектрического материала, например, поликарбоната.

Сущность изобретения поясняется чертежом: где на фиг. изображена схема полезной модели. Источник плазмы состоит из 1 - корпуса, выполненного в виде полого цилиндра, рабочий торец которого имеет форму сопла, 2 - канала подачи газа, расположенного внутри корпуса вдоль его оси, 3 - электрода, выполненного в виде стальной трубки, 4 - оптоволокна и 5 - кабеля. Канал подачи газа 2 расположен внутри корпуса 1 вдоль его оси и закреплен с обоих торцов корпуса 1. На рабочем торце корпуса 1 внутри канала подачи газа 2 установлен электрод 3, выполненный в виде стальной трубки. На другом торце корпуса 1 установлен разъем, который позволяет закрепить оптоволокно 4 внутри канала подачи газа 2. Оптоволокно 4 проходит через канал подачи газа 2, который поставляет газ к электроду 3, при этом проксимальный полированный торец оптоволокна 4 углублен в электрод 3 на не менее чем 1 мм. Оптоволокно выполнено из кварцевого стекла.

Работа полезной модели заключается в следующем. От источника питания низкого напряжения (на фигуре не показан) с помощью кабеля 5 на электрод 3 подается напряжение. Канал подачи газа 2, соединен с газовым баллоном (на фигуре не показан). Возможно использование множества газов для поддержания потока плазмы, например аргон, гелий и их смеси. По каналу подачи газа 2 пропускается газ. Плазма появится на конце электрода 3 приблизительно на 5 ваттах. Мощность плазмы увеличивается до тех пор, пока длина потока плазмы не достигнет 5-8 мм. Плазма образуется на торце электрода 3, в который углублен проксимальный торец волокна 4, что позволяет получить полный спектр от потока плазмы, а также обеспечить возможность создания плазмы непосредственно около поверхности ткани органа человека или животного. Для контроля процесса обработки с помощью оптоволокна 4 информация о спектре от потока плазмы передается на внешние устройства, с помощью которых производится идентификация спектра, а затем эти спектры исследуются. Оптоволокно 4 проходит через газовый канал 2, который поставляет газ к электроду 3, проходящий по каналу газ охлаждает волокно 4 в области формирования плазмы, тем самым, защищает волокно от повреждения. Полированный торец волокна 4 углублен в электрод 3 не менее чем на 1 мм, что обеспечивает сохранность торца волокна при зажигании разряда и длительной работе. Такое внутреннее строение источника низкотемпературной плазмы позволяет избежать зажигания плазмы внутри источника плазмы.

На основании вышеизложенного заявляемая совокупность признаков позволяет создать источник низкотемпературной плазмы, позволяющий обеспечить получение полного спектра от потока плазмы, что в свою очередь позволит точнее контролировать процесс обработки биообъектов.

Источник низкотемпературной плазмы атмосферного давления, состоящий из корпуса, канала подачи газа, расположенного внутри корпуса вдоль его оси, электрода, выполненного в виде стальной трубки и закрепленного на рабочем торце корпуса, и оптоволокна, отличающийся тем, что оптоволокно жестко закреплено внутри канала подачи газа, при этом проксимальный торец оптоволокна углублен в электрод, а рабочий торец корпуса имеет форму сопла.