一种流经式等离子体装置的操作方法技术领域本发明涉及一种流经式等离子体装置（flow-through plasma device)， 一 种流经式等离子体装置的操作方法，以及一种根据独立权利要求的特征处理 优选的气体介质的方法。背景技术产生等离子体的各种方法和这种等离子体的大量应用在本技术领域中 已经尽人皆知，例如Bogaerts等人在2002年的Spectrochimica Acta的B部 分57巻609-658页上的综述。已经提出电晕放电等离子体用来破坏空气中的微生物和化学毒素，例如 美国专利5,814,135,根据专利美国5,814,135，其装置拥有点至栅格几何形 状的等离子发生部件，其中是电源的正极或是负极和所述点连接，这样产生 出正的或负的电暈等离子体。这种装置的主要缺点是产生出大量的有毒物的 排放，例如臭氧（03)、氮氧化物（NOx)等等。所述有毒物几乎不能保持 在临界值以下；此外，电效率常常不能令人满意，而且，该装置的功能不能 被单独调节以适应特殊的环境条件，例如要处理的特殊介质。另外，特别是， 电晕等离子体是高度不均匀和不稳定的，这样使得大量的污染物没有被消除 就从装置排放出去。关于高度复杂的等离子体装置，在WO 03/092338中，已经提到了根据 在装置入口确定要处理的介质污染物，调制等离子体电极AC的可能性。然 而，完成这种调制技术上很复杂，而且几乎不能确定用于这个目的的调制技 术，此外，在处理结果上，这种调制的效率常常不能令人满意。发明内容

本发明的目的就是至少克服先前技术的一些缺陷，即提供一个流经式等 离子体装置和操作这种装置的方法，其适应要处理的特殊介质和/或装置运行 的特殊环境条件或工业/医疗的应用条件。尤其是，通过一种处理优选气体介质的流经式等离子体装置的操作方法 实现了上述发明目的，所述等离子体装置具有至少一个，优选多个（即2个或更多）串联的等离子体产生部件。该方法包括的步骤有： 至少确定所述介质的 一个特性；根据所述确定的至少 一个特性，至少改变所述等离子体装置的一个操作 设定；其中，所述的至少一个操作设定的改变不是改变供给给等离子体电极 的电流或电压的调制。如这里所用的，流经式等离子体装置被理解为这样的装置，其被主动地 (通过风扇或者类似物）或被动地（例如，通过装置内部的等离子体产生的 电风驱动）供给流经该装置的优选气体介质，由此至少部分地接触至少一个 等离子体发生部件。所述介质的特性可以是所述介质的物理特性，化学特性，或生物特性。 这种特性例如是，但不限于温度、光谱的吸收或者发射、潮湿度、滴的大小、 粒子内容物、粒子大小、生物活性和/或污染物，例如：病毒、细菌、孢子等 等；所述介质的成分或者所述成分的指标、分光特性、化合物或者粒子的存 在和/或数量等等，但不限于此。这里等离子体发生部件理解为该装置的一部分，其产生等离子体，优选 是电晕等离子体，即单一一对电极（例如尖端与板或栅格）产生了等离子体， 或者一组电极排列在该装置的流经通道的横截面体积内。正如这里和以后要用到的，物理的、化学的、生物特性的确定被理解为 涉及简单的测量（诸如温度、流经速率或者类似的和光谱吸收），以及分析， 所述分析涉及更进一步的推断（例如化合物、介质的成分、生物活性（例如 感染或者类似的）等等的存在和/或片断）。 根据本发明，惊讶地发现，通过简单地改变所述等离子体装置的至少一 个操作设定，根据用流经式等离子体装置所处理的介质的至少 一种确定的特 性，而且避免上述提到的等离子体电极电供给的有缺陷的调制，装置的效率 大大提高了，尤其是对于特殊的处理需要，更容易控制所述装置的输出，这 种例子可以是比如由所述介质的所选定特性所示的气体介质的灭菌。此外， 利用特别适用优选气体介质的给定处理问题的操作设定，通过改变至少一种 操作设定，同一装置可大量应用在许多方面。根据本发明的另 一个实施例，改变所述操作设定包括的步骤是从这样的组中选择的，所述组包括：调制所述等离子体装置的电参数，用一种化合物来补充所述优选的气体介质，使所述优选的气体介质经历放射，加热或冷却 所述优选的气体介质，及其组合。例如，通过常规实验以改进特殊气体介质的处理。来自活性等离子体粒子的 化合物可以独立地作用于优选气体介质，但是，优选的是，化合物与活性等 离子体粒子协同作用于优选气体介质。更优选的是，化合物与至少一个活性 等离子体相互作用以便引起更多的活性粒子。化合物优选从这样的组中选取，该组包括：电负性气体，例如氧；电正性气体，例如氦或者惰性气体； 极性液体的蒸气，例如水蒸气及其混合物。虽然本发明不受在如下说明的限 制，但电负性气体，例如氧或者二氧化碳将在等离子体中捕获电子，因此修 正了负电荷载流子的迁移率和电离介质的电导率。另一方面，电正性气体， 例如氦或者惰性气体将修正负电荷载流子的迁移率和电离介质的电导率。此 外，极性液体的蒸气，例如水，其分子被电荷吸引，可以修正正负电荷载流 子的迁移率和电离介质的电导率。可以人工适当地选择合适的化合物，优选 的是，自动选择。总之，技术领域中有常规技能、知晓本发明的人，基于特 殊的处理问题，如果有必要通过常规实验的话，可以选择适当的化合物或这 种化合物的混合物。技术领域有常规技能的人通过常规实验可以选择放射，以便改进优选气 体介质的处理结果。更优选的是，放射是从包括紫外光谱范围的组中选择的， 该紫外光谱范围被理解为，包括波长约380到约10nm的波段。总之，优选 应用这种通过激发价电子吸收的放射，由于正负电荷的产生，导致原子和/

或分子的离解和/或电离，因此修正了电离介质的电导率。通过其它的电离放 射或者粒子束，例如X射线，伽马射线，中子或电子束能获得同样的效果。 然而，由于实践的原因，优选紫外放射，因为在常少见的条件下，后者的电离 放射很难完成。根据特别优选实施例，用外部等离子体源发出的光完成所述放射，例如 辉光放电（例如，通过适宜的窗口或类似物，从流经通道分离出来），由一 个或更多个被处理的气体介质（例如氧气或者氮气，在该装置所处理的是气 体的情况下）产生。在这种情况下，由外部等离子体源发出的光子，例如， 辉光放电，其波长被精确调制以便与在流经通道中的等离子体的原子和/或分 子的激发态相互作用，因此，在流经式装置的内部修正了化学活性。通过本领域中有常规技能的人，例如通过常规实验也可以选择调整的电 参数以便改进具体气体介质的处理。优选的，调整的电参数是设定和等离子体发生电极相连接的AC或DC电源。诸如此类的，根据具体处理问题（例 如根据所述优选介质的所确定的特性），单一的等离子体可以打开或者关闭， 和/或等离子体的强度可以被改变和控制。更优选的，调整的电参数分别是电 压和/或电流，和/或其频率或振幅，其^皮供给到所述装置的流经通道内或者 附近的电传导电极，这个电极不是用来产生等离子体的尖端电极 (tip-electrode)或者对电极(counter-electrode)。对本领域内有常规技能的人 来说，根据处理的特定介质和所述装置的特定设计，尤其是等离子体电极结 构，这些参数可能的变化范围是明显的和/或能通过常规实验确定。概括来说， 适当值是由最小值和最大值所限定，所述最小值是产生等离子体的必需的， 所述最大值是不能超越的，否则会导致弧的形成。根据连接到这种电极的适 当电源的操作设定，这种电极或者多个这样的电极可以偏转和/或吸引或甚至 吸收电荷粒子和/或离子（活性等离子体粒子或者所处理的或从中获得的优选 介质气体的活性粒子）。诸如此类的，在优选气体介质经过处理之后但在离 开该装置之前，电荷粒子可以被例如从流经该装置的流移走（或者部分地减 少）。或者是，在对该优选气体介质进行所述化合物的所述放射之前，从流 经所述装置的流中移走电荷粒子（或者部分减少），以便改进这些处理的效率。

冲艮据本发明的优选实施例，这种电传导电极是多孔或者网孔状电极，优 选的是覆盖了装置的流经通道的整个横截面。根据所述介质的确定的特性， 网状的或者多孔的电极可以被预先排列，或者人工的或自动的被插入到装置 的流经通道中， 一方面，这样的优选设计不会充分地妨碍介质流经装置，另 一方面，提供足够的电导面以便吸引和/或偏转流经装置的介质的电荷粒子。根据本发明的方法涉及通过开环控制，优选通过闭环控制，改变所述的 至少一个操作设定。开环控制可以包括例如确定要处理或已处理的优选气体介质的特性，以 及取决于上述，改变一个操作设定。这样，例如，能够确定处理前或处理后 的所述介质的温度，以及如果实际的温度连同实际的操作设定不能满足优选 预先确定的要求，例如，调整所述介质的温度或者调整其它的操作设定，例 如流经速率，以便适应确定的温度。当然，所述特性的确定可以在装置实际 开始工作之前或装置开始工作之后进行。如果通过开环控制改变操作设定， 该装置优选的包括或者是功能上连接到数据存储装置，这样以便优选地自动 地提供一组适当的操作设定用于要确定的所述介质的特性。此外，随后也可 以优选自动调整操作设定。当提供给装置的和处理的介质的相关特性已知是 均质的和稳定的，开环控制是优选的和最有效应用的，因此这样对于给定的 处理问题，只需改变/调整操作设定。然而，根据特别有利的实施例，通过闭环控制改变所述至少一种操作设 定。因此，连续的或者优选地以规则的间隔确定已处理的或要处理的介质的 特性，而且，基于所述介质的特性的所述确定，如果发现介质的特性的改变 和低于或高于某一不允许阈值，连续地改变或者以规律性的间隔改变至少一 种操作设定。根据所述确定的至少一种操作设定，至少一种操作设定的所述 改变优选是通过包含在或者是功能性地连接到该装置的数据存储装置辅助 进行的，从而优选自动地提供一组适当的操作设定用于要确定的所述介质的 特性。诸如此类，优选气体介质的特性可以例如在处理之后确定，而且如果 所述特性是在优选的预先确定的可接受范围，操作设定保持不变，但是如果 发现所述特性是在预先确定范围之外和/或在某一预先确定的阈值之上或之 下，改变操作设定以便提供所述特性，用来再一次满足所述特性的范围、阈

值、或者之类的所述预先确定的要求。当然，根据特定的处理问题和特定的 特性，特性的确定可以在该装置处理所述介质之前或之后进行。当然，根据本发明，确定所述介质特性的步骤可以在第一个等离子体发 生部件的上游和/或沿着所述介质流通道的两个等离子体发生部件之间和/或 最后一个的等离子体发生部件的下游执行。特别地，如果沿着介质的流经式 通道提供了多个等离子体发生部件，所述特性的确定不仅在第一个等离子体 发生部件之前和/或最后一个的等离子体发生部件之后，而且特别地，另外还 在不同等离子体发生部件之间，由此提供了 一个改变操作设定的另 一个控制 装置。因此是可以实现操作设定的更灵敏的改变，尤其是分别改变至少一个， 优选是每个等离子体发生部件的操作设定。此外，本发明涉及用来处理优选气体介质的流经式等离子体装置，其特 征在于包括，确定所述已处理或要处理介质的特性的装置，特别是传感器， 以及根据所述确定的特性改变所述等离子体装置的至少一种操作设定的装 置，特别是控制器，其中用来改变至少一种操作设定的所述装置不是调制供 给等离子体电极电能的装置。优选的是，改变至少一个操作设定的所述装置是从一组中选择的，该组包括：调整所述等离子体装置电参数的控制器，用 一种化合物补充所述气体介质的控制器，使所述优选气体介质经历放射的控 制器，对所述优选气体介质加热或者冷却的控制器，及其组合。除了所述的 附加装置，特别的是确定所述介质特性的传感器和用来改变至少一种操作设 定的所述附加部件，尤其是适当的等离子体装置，分别公开在共同未决的 2004年2月17日提交的专利申请EP 04003488.6和2005年2月17日提交 的PCT/EP2005/050694中，其均作为参考在此引入。在本发明的上下文中， 这种具有不同极性的至少两个等离子体发生部件的等离子体装置，当利用用 于确定特性的所述装置和用于改变操作设定的所述装置进行改进和/或改变 时，已经证明是特别有利的。根据特别优选的实施例，尤其按照上面所述，流经式等离子体装置包括 在所述装置的流经式通道中或附近放置的至少 一个电传导电极，而且这个电 极不是用来产生等离子体的尖端或者对电极。优选的是，这种电传导电极是 多孔的和/或网状的电极，优选的是覆盖了该装置的流经式通道的整个横截 面。根据该装置和等离子体发生部件的整体设计，按照本发明，作为改变操

作设定的装置，所述电传导电极可以由AC或DC提供，或是从AC转换到 DC，反之亦然。当然，可以提供连续的两个或更多个具有相同或相反电相 位和/或振幅和/或频率的这种电传导电极。本领域中有常规技能的人可以很 容易的采用任何电参数和电传导电极的操作设定来解决特定处理问题。根据另 一个实施例，所述装置包括通过开环控制和/或闭环控制改变所述 至少一个操作设定的装置，特别是控制器。特别优选的是，该优选闭环控制装置包括用来优选连续地确定所述介质 的至少一个特性的装置，和基于所述确定的结果，改变所述至少一个操作设 定的装置。可以理解，用来确定所述介质的至少一个特性的所述装置位于第 一个等离子体发生部件的上游和/或是位于沿着所述介质的流经通道的两个 等离子体发生部件之间和/或最后 一个等离子体发生部件的下游是有利的。本发明另外涉及到处理优选气体介质的方法，包括下列步骤：按照上述内容，优选地提供一个流经式等离子体装置用来流经式处理所 述气体介质；按照上述方法，才喿作所述流经式等离子体装置。此外，本发明也涉及到改进和/或改变用来处理优选气体介质的流经式等 离子体装置的方法，包括下列步骤：安装一用于确定所述介质特性的装置，尤其是传感器；根据所述确定特性，安装改变所述等离子体装置的一个操作设定的装 置，尤其是控制器，其中，改变至少一种操作设定的所述装置不是调制供给 给等离子体电极的电能的装置。通过筒单地安装所述的附加装置用来确定所述介质的特性，尤其是传感 器和改变操作设定的所述装置，特别是控制器，实际上可以改进和/或改变任 意一个流经式等离子体装置，以便利用这种装置执行根据本发明的操作过 程。 此外，通过简单地安装用来确定所述介质特性的装置，优选传感器；以及根据所述确定的特性，安装用来改变等离子体装置操作设定的装置，优选 控制器，本发明证明特别适宜改进和/或改变尤其是大的复杂的空气调节装 置。附图说明限于以下的说明。图1是示例性的流经式等离子体装置的开环控制的流程图；图2是示例性的流经式等离子体装置的闭环控制的流程图；图3是示例性的具有确定介质特性的装置和改变操作设定的装置的流经 式等离子体装置；图4是示例性的有两个等离子体操作部件和确定介质特性的装置以及改 变操作设定的装置的流经式等离子体装置；图5是具有电极的流经式等离子体装置，所述电极不是其中用来产生等 离子体的尖端或者对电极；图6是闭环控制电路图。具体实施方式的详细描述图1示意性展示了一种4艮据本发明的流经式等离子体装置的开环控制流 程图，在步骤A,通过任一常规的方式启动装置。然后，在步骤B,确定由 该装置所处理或者要处理介质的物理的、化学的或生物的特性。更优选的是， 所述特性是该处理有效或无效的一个直接的指标，例如，生物活性标志着杀 菌作用，化合物的吸收特性标志着介质中化合物的存在和/或数量，或者类似 物。对比上述，在获得了二级指标和该处理有效性之间相关性的足够知识的 情况下，所述介质的特性也可以是处理是否有效的二级指标。示例性的，有 可能知道，为了处理是有效的，必须确信要处理的介质的某一温度范围，然

后在处理之前作为调整操作设定的一种方式，可以调整所述要处理的介质的 温度。根据要确定的介质的可选特性，在处理所述介质之前或者之后，在处 理之前或之后，或者甚至在不同的处理步骤之间，例如不同的等离子体发生 部件之间，确定所述特性被证明是有用的。优选的是，在通过该装置进行处 理之后，要确定所述介质的特性至少一次。在步骤C，根据所述介质的确定 的物理的、化学的或生物的特性，检验操作设定是否适当，即想要的处理结 果是否得到或能否得到。如果发现要改变需要的操作设定以便进行有效的处理（例如根据要获得的所述特性的预先确定的阈值或者范围），在步骤D，至少改变一个操作设定。利用数据存储装置，有助于操作设定改变的选择和 所述操作设定等级的改变的选择，这个数据存储装置操作性地连接着该装置性。在步骤E，装置随后在（按照情况可以是改变的）操作设定下工作。这 样的开环控制证明特别适用来处理一些问题，所述处理问题已被知道为不倾 向于要处理的介质特性的实质性改变，否则这些改变可能妨碍处理的有效 性。根据图2，本发明也可以用闭环控制来实现，在处理的有效性方面，对 于用来连续的控制装置的输出证明是特别地有利。因此，无论给定的特性表 明处理的有效性是否满足，都以连续的或者是优选的常规的间隔;险查处理的 介质。如果必要，至少改变一个操作设定以便重新获得满意的处理结果，或 者是如果处理结果是满意的，操作设定保持原样。图3示例性地说明了用等离子体P，优选电晕等离子体，处理优选气体 介质3的流经式等离子体装置1，为了图示的清楚，流经式装置的外壳没有 显示。如本领域中所知，通过适当的设计和排列电极，例如尖端电极（tip-like electrode) 6和对电才及(counter-electrode)7 ，例如网才各状的栅(mesh-like grid), 优选产生这种电晕等离子体。该电极6和7和一个适当的电源8连接以便给 其提供DC或AC，或AC、 DC交替。根据本发明，用来确定所述介质3特 性的装置，尤其是传感器9，是例如排列在用等离子体P处理的步骤的下游； 尤其是对于开环控制，然而，所述的用来确定特性的传感器（9)也可以排 列在所述等离子体（P)处理的上游。提供了功能上连接到确定所述介质3 的特性的所述传感器9的控制器10 (在装置1的内部或者外部），优选地和 数据存储装置11在一起。更优选地，控制器优选自动地控制着整个装置1，

尤其是电源8。基于所述确定特性和与由所述数据存储装置11提供的数据的 对比，控制器确定了处理结果是可行的或者是不可容忍的。如果处理结果不可容忍或者不适合改进，控制器可以指向装置1以便改变操作设定。图3所 示，化合物4补给给要处理或已处理的介质3,优选地类似地它也和等离子 体P相接触。这种化合物，例如可以由一个储藏桶13提供，且由管口 12流 出来补充。适当的化合物，例如，但不局限于负电性的气体，正电性的气体， 极性液体的蒸气，和其混合物。应该理解：除了补充化合物4之外，或者作 为补充化合物的替代，可以如上所述改变任意其它的适当的操作设定，例如， 使介质经历放射或者电偏转和/或吸引离子粒子。图4是本发明的另一个实施例示意图，其中两个等离子体发生部件2A 和2B串连，分别产生两个等离子体P1和P2。在图4,电源与控制器10 — 体。再次，在最终的等离子体发生部件2B的下游提供了确定所述介质3特 性的装置，但是对照图3，化合物4是补充给在两个等离子体发生部件2A 和2B之间的介质3。类似的，不同的操:作设定例如可以在不同的等离子体 发生部件中或之间改变，或者相互独立或者相互依靠。利用控制器10和适 当的数据存储装置11提供的用于多个等离子体发生部件或者它们之间的空 间的操作设定的适当组是有利的。图5说明了电传导电极，其不是涉及等离子体P产生的电极，例如都和 适当的电源8连接的尖端电极6和对电极7。在该装置中优选的气体介质3 被处理。电传导电极，这里是优选覆盖流经式通道的整个横截面网格状电极， 可由AC或者DC供电，根据本发明，可以改变电源作为改变操作设定的装 置。如果在给定的时间点，电极5例如是正（负）电性，正（负）离子从等 离子体P加速至电极5，而且正（负）离子是排斥的，这样提供了一个简单 和方便的装置用来影响等离子体P活性粒子的合成物。在图6中，示例性的说明了本发明的上下文中闭环控制的总的电路图。 利用双线箭头表示流经式通道。控制器10包括或者是操作地连接到适当的 数据存储装置11,因此，提供一个要处理或已处理的所述介质的所述特性的 想要的值（根据特定处理问题，或是阈值或可接受的范围或者类似的），所 述控制器IO和比较器14相连接，从传感器9接受连续的或是有规则间隔的 输入，指示出所述介质的确定的特性。如果被测变量是可接受的，即完成上

述提到的可接受的范围或者阈值，比较器14连续或者尤其是^L则间隔地进 行比较，如果比较器14发现没有达到需要的值，就指示改变至少一个操作 设定，例如补充化合物，例如包含储存桶13里的化合物。这种操作设定的 改变可以包括例如另 一个调整器15的作用，或者可以优选由控制器10控制。