【正文】 時(shí)放出具有很強(qiáng)氧化能力的新生氧，使蛋白質(zhì)氧化變性。消毒劑一般只對(duì)細(xì)菌的營(yíng)養(yǎng)體有效，而對(duì)芽孢很少有殺死作用。消毒在日常生活中應(yīng)用于傳染病的預(yù)防，如對(duì)飲水、食品、餐具等通過煮沸進(jìn)行消毒。牛奶、飲料等食品可放在 62～63℃下處理 30 分鐘進(jìn)行消毒。這樣既可將結(jié)核分枝桿菌、傷寒沙門氏菌等病原微生物殺死，又不影響牛奶、飲料等的風(fēng)味。英國(guó)醫(yī)生李斯特于 1865 年首先使用石炭酸對(duì)醫(yī)生的雙手、手術(shù)器械、包扎繃帶、手術(shù)部位等進(jìn)行消毒，其后外科手術(shù)的死亡率很快從 45～80%下降為 15%。這充分顯示了消毒在臨床應(yīng)用上的重要作用和意義。 滅菌的定義所謂滅菌，就是用理化方法殺死一定物質(zhì)中的微生物的微生物學(xué)基本技術(shù)。滅菌的徹底程度受滅菌時(shí)間與滅菌劑強(qiáng)度的制約。微生物對(duì)滅菌劑的抵抗力取決于原始存在的群體密度、菌種或環(huán)境賦予菌種的抵抗力。滅菌是獲得純培養(yǎng)的必要條件，也是食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域中必需的技術(shù)。 熱滅菌法 　 利用高溫使微生物細(xì)胞內(nèi)的一切蛋白質(zhì)變性，酶活性消失，致使細(xì)胞死亡。通常有干熱、濕熱和間歇加熱滅菌等法。 干熱滅菌 　 直接利用火焰將微生物燒死（如燒接種環(huán)、載玻片和試管口等）。不能用火焰滅菌的物品則利用熱空氣滅菌,將物品放在烘箱中加熱到 160～170℃,持續(xù) 90分鐘，此法適用于玻璃、金屬和木質(zhì)的器皿。 濕熱滅菌 　 以沸水、蒸氣和蒸氣加壓滅菌。巴氏滅菌法就是濕熱滅菌，此法有兩種方式，①低溫長(zhǎng)時(shí)間處理：在 ～℃下處理 30 分鐘；②高溫短時(shí)間處理：在℃或略高溫度下處理 15 分鐘。在上述諸法中，以蒸氣加壓滅菌效果最好，可用常壓蒸氣滅菌，也可在高壓蒸氣鍋中（一般使用 1 千克/厘米 2）滅菌,其蒸氣溫度可達(dá)121℃,能將耐熱的芽孢在 30 分鐘內(nèi)全部殺死。但對(duì)某些易被高壓破壞的物質(zhì)，如某些糖或有機(jī)含氮化合物，宜在 千克/厘米 2 壓力下(110℃)滅菌 15～30 分鐘。 間歇滅菌 　 連續(xù) 3 天,每天進(jìn)行一次蒸氣滅菌的方法。此法適用于不能耐 100℃以上溫度的物質(zhì)和一些糖類或蛋白質(zhì)類物質(zhì)。一般是在正常大氣壓下用蒸氣滅菌 1 小時(shí)。滅菌溫度不超過 100℃,不致造成糖類等物質(zhì)的破壞，而可將間歇培養(yǎng)期間萌發(fā)的孢子殺死，從而達(dá)到徹底滅菌的目的。 輻射滅菌 　 在一定條件下利用射線進(jìn)行滅菌的方法。較常用的有紫外線，其他還有電離輻射（射線加快中子等）。波長(zhǎng)在 25000～80000 納米之間的激光也有強(qiáng)烈的殺菌能力,以波長(zhǎng) 26500 納米最有效。輻射滅菌法僅限于某一定材料，因所需設(shè)備復(fù)雜，難于廣泛使用。 滲透壓滅菌 　 利用高滲透壓溶液進(jìn)行滅菌的方法。在高濃度的食鹽或糖溶液中細(xì)胞因脫水而發(fā)生質(zhì)壁分離，不能進(jìn)行正常的新陳代謝，結(jié)果導(dǎo)致微生物的死亡。 化學(xué)試劑滅菌 　 大多數(shù)化學(xué)藥劑在低濃度下起抑菌作用,高濃度下起殺菌作用。常用 5％石炭酸 70％乙醇和乙二醇等?；瘜W(xué)滅菌劑必須有揮發(fā)性，以便清除滅菌后材料上殘余的藥物。 低溫等離子體的形成及作用原理等離子的形成：等離子體屬于物理概念，是自然界中存在的一種物質(zhì)狀態(tài)（即固體，液體和氣體之外的第四太）。低溫等離子體的產(chǎn)生通常是在真空環(huán)境下，利用特定的電磁場(chǎng)作用，使某些中性氣體的分子產(chǎn)生連續(xù)不斷的電離，形成帶負(fù)電荷和等量正電荷的離子相互共存的物質(zhì)狀態(tài)，當(dāng)電離率與復(fù)合率達(dá)到平衡的時(shí)候，這種穩(wěn)定存在的物質(zhì)狀態(tài)就稱之為等離子。H202 等離子體能夠在常溫條件下實(shí)現(xiàn)快速，干燥滅菌的目的，是多種滅菌條件綜合作用的結(jié)果。等離子體滅菌器作用原理：（1）活性基團(tuán)的作用，等離子體中含有大量活性氧離子，高能自由基團(tuán)等成分，極易與細(xì)菌，霉菌，芽孢和病菌中蛋白質(zhì)和核酸物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而變性 ，從而使各類微生物死亡。（2）高速粒子擊穿作用，在滅菌實(shí)驗(yàn)后通過電鏡觀察，經(jīng)等離子體作用后的細(xì)菌菌體作用后的細(xì)菌菌體與病毒顆粒圖像 ，均呈現(xiàn)千瘡百孔狀，這是由具有高動(dòng)能的電子和離子產(chǎn)生的蝕刻和擊穿效應(yīng)技術(shù)。 低溫等離子體滅菌器的應(yīng)用 低溫等離子體滅菌器適用于大中小型醫(yī)院的供應(yīng)室，手術(shù)室，牙科，肛腸科，美容科，急救中心，社區(qū)醫(yī)療，牙科門診，消毒供應(yīng)中心等企事業(yè)單位。重點(diǎn)使用的科室：供應(yīng)室，手術(shù)室，急救中心其所適用的器械也較為廣泛：電子器械類，硅橡膠類，金屬類，非金屬類，聚乙烯類。如：光纖軟硬式內(nèi)窺鏡，電子器械，金屬手術(shù)器械，非金屬手術(shù)器械，導(dǎo)聯(lián)線，電極片，顱腦鉆，呼吸面罩，探頭，擴(kuò)張器，電池，導(dǎo)聯(lián)線，玻璃器皿，硅橡膠，聚乙烯，機(jī)電器械，實(shí)驗(yàn)室各類非耐熱儀器等。 低溫等離子體滅菌器的優(yōu)勢(shì)全新的低溫等離子滅菌器可取代傳統(tǒng)的滅菌器，如：消毒液體浸泡、熏蒸，化學(xué)氣體滅菌等。a)、 其滅菌速度快，可大大提升被滅菌器械的利用率，方便于醫(yī)院進(jìn)行連臺(tái)手術(shù)。b)、 大幅度的減少對(duì)醫(yī)療器械傷害，有效的延長(zhǎng)了器械的使用壽命。c)、 同時(shí)，滅菌后的器械沒有藥物殘留，對(duì)醫(yī)護(hù)人員沒有傷害。d)、 由于其滅菌原理的更新，已經(jīng)跨入綠色環(huán)保的行列。常用滅菌設(shè)備的使用及優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：滅菌技術(shù) 設(shè)備名稱 配套設(shè)備 適用物品 耗能時(shí)間效率 廢氣排放物品損耗 溫度化學(xué)殘留等離子體滅菌等離子滅菌器220V 或380V 非液體類 少 較短 無 無 室溫 無高溫蒸汽滅菌蒸汽滅菌柜 蒸汽鍋爐畏熱畏濕物品無法用高 較短 有廢蒸汽 排放 高溫?fù)p耗高(115～135℃)無EO/CFC滅菌環(huán)氧乙烷滅菌柜殘留分解裝置 非液體類 較少 很長(zhǎng)有EO/CFC廢氣較少 低（65℃左右） 有消毒液浸泡消毒清洗機(jī)220V 電源不銹鋼、塑料 少 較長(zhǎng)有化學(xué)廢水化學(xué)銹蝕 室溫 有紫外線臭氧消毒紫外/臭氧消毒柜220V 電源物品表面消毒 少 較長(zhǎng)有臭氧產(chǎn)生 無 室溫 無 等離子體高壓電源的要求針對(duì)等離子體高壓電源的特殊要求，將 SPWM 脈寬調(diào)制技術(shù)用于該電源控制中，具有原理簡(jiǎn)單、控制和調(diào)節(jié)性能好，可消除諧波，調(diào)節(jié)和穩(wěn)定輸出電壓等諸多特點(diǎn)。本文分析了等離子體高壓電源中需解決的關(guān)鍵問題；提出了有效的解決方法。在此基礎(chǔ)上，成功研制了一臺(tái)單相輸出電壓可調(diào)、頻率連續(xù)可調(diào)的等離子體高壓電源。樣機(jī)實(shí)驗(yàn)證明了分析和設(shè)計(jì)的正確性。第 2 章 離子體高壓電源主電路的論證和設(shè)計(jì) 電源的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)低溫等離子體發(fā)生器電源主要有主電路和控制電路兩部分組成，如圖 21 所示。其中，主電路由工頻整流濾波電路、直流斬波電路、SPWM 控制的 DC/AC 高頻逆變電路、LC 濾波電路及高頻升壓電路組成?？刂齐娐酚?SPWM 產(chǎn)生的電路、隔離驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)正弦波電路、頻率調(diào)節(jié)電路、過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路以及相應(yīng)的顯示電路組成。圖 21 電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 工頻整流濾波電路將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的變換稱為整流，實(shí)現(xiàn)整流變換的裝置稱之為整流器。整流器的主開關(guān)元件一般采用整流為二極管或晶閘管。由整流二極管構(gòu)成的整流器，由于其輸出電壓不可控的，稱之為不可控整流；由晶閘管構(gòu)成的整流器，其輸出電壓是可控的，故稱為可控整流?？煽卣鞯碾娐芬话阌烧髌鞯闹麟娐罚ǔ：?jiǎn)稱為整流電路）及其觸發(fā)控制電路組成。在整流變換過程中，其平均功率（或能量）是從交流側(cè)流向直流負(fù)載。整流器主電路的結(jié)構(gòu)形式繁多，分類方式也多種多。下面給出了電路的類別： 不控整流按組成器件 半控整流 可控整流 全控整流單相 按電源相數(shù) 三相 六相 ……零式按電路結(jié)構(gòu)橋式半波按變壓器繞組電流全波可控整流電路的主元件采用晶閘管時(shí)，其控制方式都采用相位控制，故這類整流電路又稱為相控整流。隨著電力電子學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)開始使用可關(guān)斷的器件（例 IGBT等）來構(gòu)成斬波控制型的整流電路。 單相橋式整流電路論證及設(shè)計(jì)單相橋式整流電路輸出的直流電壓、電流脈沖幅值比單相半波整流電路輸出的直流電壓、電流小，且可以改善變壓器存在直流磁化的現(xiàn)象。單相橋式整流電路分為單相橋式不可控整流電路和單相橋式可控整流電路。其中單相橋式可控整流電路又可分為單相橋式半控整流電路和單相橋式全控整流電路。1. 單相橋式不可控整流電路 圖 22 單相橋式不可控整流電路1）、工作原理設(shè)變壓器 ，U 2為其有效值。當(dāng) u2為正半周時(shí)，D 1和 D3管導(dǎo)通，D 2和 D4管截止，電流由 A 點(diǎn)流出，方向如圖所示。u O=u2，D 2和 D4管承受的反向電壓為u 2。當(dāng) u2為負(fù)半周時(shí)，D 2和 D4管導(dǎo)通，D 1和 D3管截止，電流由 B 點(diǎn)流出，方向如圖所示。u O=u2，D 1和 D3管承受的反向電壓為 u2。由于 DD 3和 DD 4兩對(duì)二極管交替導(dǎo)通，致使負(fù)載電阻 RL上在 u2的整個(gè)周期內(nèi)都有電流通過，而且方向不變，輸出電壓 。如下圖所示為其電壓和電流的波形，實(shí)現(xiàn)了全波整流。圖 23 單相橋式不可控整流波形圖2）、輸出電壓平均值 UO(AV)和輸出電流平均值 IO(AV)根據(jù)波形圖可知， 輸出電壓平均值解得結(jié)論：在輸入電壓相同的情況下，全波整流輸出電壓平均值為半波整流電路的兩倍。負(fù)載電流的平均值結(jié)論：在輸入電壓相同的情況下，全波整流輸出電流平均值為半波整流電路的兩倍。整流輸出電壓的脈動(dòng)系數(shù) S：橋式整 流電路的基波 UOM的角頻率是u2的 2 倍，即 100Hz， 。 結(jié)論：與半波整流電路相比，輸出電壓的脈動(dòng)減小很多。 2. 單相橋式可控整流電路可控整流電路的作用是把交流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷嚎烧{(diào)節(jié)的直流電。負(fù)載不同時(shí)，其工作特點(diǎn)不同。1)、 電阻負(fù)載單相半控橋整流電路可控整流電路的作用就是把交流電能變換成電壓大小可調(diào)的直流電能，而且其輸出電壓可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)?？煽卣饔卸喾N電路形式，如單相半波、單相全波和單相橋式可控整流電路等。當(dāng)功率比較大時(shí)，常常采用三相交流電源組成三相半波或三相橋式可控整流電路。本節(jié)主要以單相橋式電路為例來討論其工作原理。單相橋式可控電路如圖 24（a）所示，用晶閘管 VV 2代替了不可控整流電路中的二極管。在電源電壓 2u的正半周，V V 4承受正向電壓，若晶閘管的控制極不加脈沖，V1不導(dǎo)通，此時(shí)負(fù)載中沒有電流流過。當(dāng) ωt=α 時(shí)，控制極加上觸發(fā)脈沖 Gu，V 1導(dǎo)通，電流流經(jīng) V LR、V 4。由于晶閘管導(dǎo)通時(shí)管壓降很小，所以負(fù)載上的電壓 2o?。這時(shí) V2和 V3因承受反向電壓而處于阻斷狀態(tài)。當(dāng) ωt=π 時(shí)， 2u降為零，V 1又變?yōu)樽钄唷Ｔ?u的負(fù)半周，V V 3承受正向電壓，當(dāng) ωt =π+α 時(shí)， G觸發(fā) V2而導(dǎo)通，電流流經(jīng) V L、V 3，負(fù)載上的電壓仍然為 2ou?。這時(shí) V1和 V4因承受反向電壓而處于阻斷狀態(tài)。當(dāng) ωt=2π 時(shí)，V 2恢復(fù)阻斷狀態(tài)。由以上分析可見，在 2u的一個(gè)完整周期內(nèi)，流過負(fù)載 LR的電流方向是相同的，負(fù)載上的電壓和電流波形如圖 24（b）所示。 u2uGOO?t?t?i tuOi??RLiu12TrV3412G( )b( )a圖 24 單相橋式可控整流電路圖中 α 稱為控制角，θ=πα 稱為導(dǎo)電角，顯而易見，當(dāng) α 愈小時(shí)，即 θ 愈大時(shí)，輸出電壓平均值 O(AV)U愈大。由波形圖進(jìn)行分析，可得 2cos1πt)ωd( sin2π1() ?????Uα (221)即 (AV)? (222)由式可見，當(dāng) U固定時(shí)，只需改變 α 的大小，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓 O(AV)U，O(AV)U與 α 的關(guān)系曲線如圖 25。 控 制 角 αO/2圖 25 單相橋式可控整流電路的輸出電壓與 α 的關(guān)系輸出電流的平均值 O(AV)I為 2cos1πLL()O(AV) αRUI?? (223)流過二極管及晶閘管的平均電流為 LDT21II (224)晶閘管和二極管所承受的最大反向電壓均為 2U。2)、 大電感負(fù)載單相半控橋整流電路在實(shí)際應(yīng)用中遇到較多的是電感性負(fù)載，例如各種電機(jī)的勵(lì)磁繞組、各種電感線圈等，它們即含有電感，又含有電阻。電感性負(fù)載可用串聯(lián)的電感元件 L 和電阻元件 R 表示，電路如圖 26 所示。由于電感性元件的存在，電路中的電流不能發(fā)生躍變，因此，整流電路接電感性負(fù)載和接電阻性負(fù)載的情況大不相同。在電源電壓 2u的正半周，V V 4承受正向電壓，當(dāng) ωt=α 時(shí)，控制極加上觸發(fā)脈沖 Gu，令晶閘管 V1觸發(fā)導(dǎo)通，續(xù)流二極管 V5承受反向電壓而截止。電流流經(jīng)VL、R、V 4，輸出電壓 2ou?。晶閘管剛觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，由于電感元件產(chǎn)生阻礙電流變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，電路中的電流不能躍變，將由零逐漸上升。當(dāng)電流到達(dá)最大值時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，而后電流隨 2沿正半周減小，電感感應(yīng)電勢(shì)改變極性，和 2u相同。由于是大電感負(fù)載，所以負(fù)載電流 oi連續(xù)并近似為一直線，這時(shí) V2和 V3因承受反向電壓而處于阻斷狀態(tài)。 圖 26 大電感負(fù)載單相半控橋式整流電路RLiOu12TrV3