产生等离子体的装置和具有该装置的手持设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及产生等离子体的装置。尤其是为此设置控制电路，该控制电路为了激发压电变压器而与压电变压器电子连接。
[0002]另外，本发明涉及用于表面等离子体处理的手持设备。该手持设备具有壳体和电压源。
【背景技术】
[0003]由德国专利文献DE 10 2008 018 827 B4公开了一种以压电元件产生等离子体的装置。压电元件配备有初级侧区域和次级侧区域。此时，压电元件的初级侧区域的控制以低压高频进行。结果，等离子体通过场增强而在压电元件的次级侧表面上被点燃。根据本发明，通过处于地电位的配对电极和在压电元件上扫过的气体流动来引导等离子体。通过气体流动，等离子体流出该装置。
[0004]由德国专利申请公开号DE 10 2011 006 764 Al公开了压电变压器，其具有输入侧压电变换器、具有至少两相的输出侧压电变换器、设置在输入侧压电变换器和输出侧压电变换器之间的且将输入侧压电变换器和输出侧压电变换器机械联接的至少一个第一非导电层。另外，至少一个第二非导电层设置在该输出侧压电变换器的所述相之间。
[0005]美国专利US 5，834，882描述了一种压电多层变压器结构。第一电活性元件通过设置在第一电活性元件的第一主表面和第二电活性元件的第一主表面之间的连接层机械连接在第二电活性元件上。该连接层具有预紧机构，用于在纵向上将压力施加到第一和第二电活性元件上。
[0006]德国专利申请公开号DE 10 2009 023 505 Al公开了一种用于压电变压器的电路布置和一种用于控制压电变压器的方法。该电路布置包括驱动器电路、电流传感器、控制单元和振荡器。另外，该电路布置包括脉宽调制器。脉宽调制器接设在振荡器和驱动器电路之间。振荡器输出端与脉宽调制器的输入端相连。脉宽调制器的调制器输出端与驱动器信号输入端相连。脉宽调制器的另一个调制器输出端与驱动器电路的另一个驱动器信号输入端相连。控制单元的输出端与脉宽调制器的调制器控制输入端相连。在压电变压器上可分出例如用于触发闪电的次级侧电压。
[0007]在德国专利申请公开号DE 10 2007 055 014 Al中公开了一种在气体空间中点燃并保持等离子体的方法。压电材料突入一空腔中，在这里，该压电材料通过外界电激发被置入谐振中。该空腔装有待离子化的气体。在压电材料外侧面安置有电极。该方法适用于实现等离子体光源。
[0008]在中国专利申请公开号CN 101259036 A中公开了用于去除雀斑的微等离子体针。针包括用于皮肤清洁的等离子体头、把手壳体、安置在把手壳体内的微型变换器、功率控制器和功率模块。该针可以输出高的可变等离子体功率，为此在把手壳体内安装有驱动压电变压器的集成电路或半导体芯片微处理器。
[0009]欧洲专利申请EP 2 256 835 A2公开了用于压电变压器的脉冲发生器。放大器的末级在期望的谐振频率下驱动该压电变压器。两个电极与该压电变压器相连。在压电变压器上形成的电压足以形成介电性势皇放电。用于介电性势皇放电的发生器由一个管子或一个壳套构成。高压电极例如安放在处于地电位的管子内。
[0010]德国专利文献DE 10 2005 032 890 B4公开了一种借助至少一个压电变压器产生大气压等离子体的装置。这样的变压器由压电材料构成，其在纵向上被分为至少一个激发区和至少一个高电压区。根据该发明，压电变压器具有至少一个气体引导开口，气流可以流过该气体引导开口，在这里，可以在该开口中产生等离子体。
[0011]德国实用新型文献DE 20 2008 008 908 Ul公开了一种产生大气压等离子体的装置。可与气体管路相连的进气口和用于装置供电的输入管路两者都与电力供应装置相连。
[0012]日本专利申请JP 2003-297295公开了包括压电元件的发光件。该压电元件借助交流电压被激发。
[0013]德国专利申请公开号DE 10 2008 063 052 Al公开了一种房间空气净化装置。该装置包括壳体，该壳体上设有至少一个用于抽吸环境空气的开口和至少一个用于吹出经过净化的空气的出口。此时，在壳体内设有用于产生等离子体的机构，从而细菌或不适气味可以被消除。
[0014]知道了文章“压电变压器-电路和应用”(C.KAUCZOR/T.SCHULTE/H.GR0TST0LLEN，47国际学术论坛，伊尔梅瑙技术大学，2002年9月23-26日)。压电变压器是常规变压器的合适替代品。在初级侧耦合输入驱动电压。在输出侧(次级侧)该电压被加强。
[0015]在文章“借助利用压电变压器的紧凑型臭氧发生器的高效臭氧生成”(KenjiTERANISHI, Susumu SUZUKI和Haruro ITOH，Chiba技术学院)中公开了，压电变压器被保持在波节处。激发能量被输入到压电变压器的第一半。该压电变压器的第二半位于用于势皇放电的两个电极之间。没有规定只在压电变压器的自由端形成等离子体。
【发明内容】
[0016]本发明涉及一种用于借助至少一个压电变压器激发大气压等离子体的装置。这样的变压器由压电材料构成，其在纵向上被分为至少一个激发区和至少一个高电压区。根据本发明，压电变压器具有至少一个用于气体引导的开口，气流流过该开口，在这里，可在该开口中产生等离子体。根据本发明的另一个实施方式，该变压器的两个区域的极化方向如此构成，即本身在高电压区的表面上产生等离子体，例如为了利用相应电极供应灯电流。
[0017]本发明的任务在于提供一种装置，其简单且低成本，因而在采用该装置的情况下在大气压下产生等离子体。
[0018]以上任务利用根据权利要求1的特征的装置来完成。
[0019]本发明的另一个任务是提出一种用于在大气压下的表面等离子体处理的手持设备，其低成本且简单地构成。
[0020]以上任务将利用具有权利要求12的特征的用于表面等离子体处理的手持设备来完成。
[0021]根据本发明的用于产生等离子体的装置的特点是具有控制电路，控制电路为了激发压电变压器而与压电变压器电连接。压电变压器由多个单独层构成。压电变压器由一叠多层介电材料膜构成，其中，在每层膜的局部安置导电带或传导面。该膜的带有导电带的局部位于该压电变压器的第一端的区段内。在烧结工艺中使这些单独的膜相互连接，因此构成该压电变压器。
[0022]用于驱动压电变压器的控制电路在印刷电路板上实现。一般，对该压电变压器施以电压，该电压根据其谐振频率激发压电变压器。如果压电变压器的谐振频率因温度影响或老化过程而改变，则该控制电路也用于重新调节该激发电压。压电变压器的谐振频率也可以通过改变环境的介电性能或通过在气态环境中被点燃的放电强度而漂移。压电变压器以第一端的区域被保持或引导在印刷电路板上方。通过激发电压，在压电变压器的第二自由端明显显示出高电压。随后，在第二自由端，等离子体在大气压下点燃。用于压电变压器的支座在波节处保护或引导该压电变压器。在印刷电路板和压电变压器之间形成缝隙，从而所述压电变压器和印刷电路板相互间隔。借助这种布置，排除了压电变压器的力学阻尼。
[0023]压电变压器本身呈长方体，其中，压电变压器的长度和宽度大于压电变压器的厚度。压电变压器的所述多层此时如此取向，即它们基本垂直于该压电变压器的由压电变压器的长度和厚度确定的侧面。
[0024]在压电变压器的对置两侧面，分别设有用于激发电压的电接线端。该电接线端最好安装在压电变压器的波节处。用于压电变压器的支座也设置在压电变压器的波节处。对于用于激发电压的单独电接线端被引向接线垫的情况，支座由弹性材料构成就够了。如果用于压电变压器的激发能量通过支座来供应，则支座材料是弹性而导电的。
[0025]如此形成工作气体流动，即它至少从被保持在印刷电路板上的压电变压器第一端指向压电变压器的第二自由端。工作气体流动用于形成等离子体和冷却压电变压器，其中，在该波节处出现最高的热功耗。设有风扇用于支持工作气体流过压电变压器而流向第二自由端。
[0026]在以谐振频率被激发的压电变压器情况下，形成至少两个波节，两者与第一端或第二自由端间隔。根据一个实施方式，在印刷电路板上分别有一个电接线端被引导向压电变压器的一个侧面。该接线端与每个接线垫相连，接线垫设置在压电变压器的每一侧上的波节处。接线垫安置在与距第二自由端相比更靠近第一端的那个波节上。最好在压电变压器的波节处设有温度传感器，可借此来监视压电变压器的温度，从而当温度超过一定阈值时米取断电。
[0027]特别有利的是，该印刷电路板和该压电变压器构成一个结构单元。该结构单元于是可以作为整体被装入或置入一个壳体中。
[0028]用于表面等离子体处理的手持设备具有至少一个壳体和电压源。利用手持设备所输出的等离子体，可以清理表面并改善漆或胶的附着性能