Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein System sowie ein Verfahren zur Erzeugung und Steuerung eines nicht-thermischen Atmosphärendruckplasmas.

Nicht-thermische Atmosphärendruckplasmen werden u. a. zu medizinischen Zwecken eingesetzt. Dieses Anwendungsgebiet ist auch unter dem Namen „Plasmamedizin“ bekannt.

Nicht-thermisches Atmosphärendruckplasma wird im Folgenden in der vorliegenden Anmeldung auch als Plasma bezeichnet.

Unter einem Plasma ist ein Gas mit einem Anteil freier Elektronen, Radikalen, Ionen und Neutralteilchen zu verstehen. Je nach Art des Arbeitsgases werden durch das Plasma reaktive Spezies erzeugt, beispielsweise reaktive Sauerstoffspezies wie Ozon (O3). Reaktive Spezies können eine antimikrobielle Wirkung haben. Daher kann eine Behandlung mit einem Plasma die Wundheilung unterstützen.

Ein Plasma kann beispielsweise in einer Plasmajet-Anordnung erzeugt werden. Dabei kann in einem Entladungsraum in einem elektromagnetischen Feld ein Plasma erzeugt werden, welches in Form eines Plasmastrahls (Plasmajets) mit einem Gasstrom aus der Vorrichtung, insbesondere dem Entladungsraum, hinaustransportiert wird.

Plasmajet-Anordnungen sind im Stand der Technik bekannt (Winter, J., Brandenburg, R., and Weltermann, K.-D. (2015), „Atmospheric pressure plasma jets: an overview of devices and new directions“, Plasma Sources Sei. Technol., 24, 064001). Derartige Anordnungen eignen sich insbesondere für eine Behandlung eines kleinen Bereiches.

Die Steuerung des Plasmas bzw. des Plasmajets einer Plasmajet-Anordnung erfolgt über eine elektrische bzw. elektronische Steuerung des jeweiligen angelegten elektromagnetischen Feldes. Beispielsweise wird das elektromagnetische Feld mittels der elektrischen oder elektronischen Steuerung zum Erliegen gebracht, so dass kein Plasma mehr im Entladungsraum erzeugt wird und somit kein Plasma als Plasmastrahl aus dem Entladungsraum austritt. Damit erneut ein Plasmastrahl erzeugt werden kann, wird ein neues elektromagnetisches Feld erzeugt. Für eine Behandlung größerer Flächen, beispielsweise zur Behandlung zur Wundheilung bei Brandopfern, eignen sich einzelne Plasmajet-Anordnungen nur unzureichend, da diese einen fokussierten Plasmastrahl ausstoßen und daher für eine punktuelle Behandlung sorgen.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungen bekannt, um eine großflächige Plasmabehandlung zu ermöglichen. Im Dokument US 2009/018 8626 A1 ist eine Anordnung offenbart, in der eine Vielzahl an Elektroden in einem gemeinsamen dielektrischen Container angeordnet ist. Das Dokument US 2004/012 38 03 A1 beschreibt eine Anordnung, in der in den Raum zwischen zwei Elektroden kontinuierlich ein Gas aus einer Vielzahl an Düsen eingeleitet wird und zusätzlich ein weiteres Gas in Pulsen diesem Raum zugeführt werden kann.

Eine Vielzahl von einzelnen, nebeneinander angeordneten Plasmajets wird im Rahmen dieser Anmeldung auch als Plasmajet-Arrays bezeichnet. Bei einem gleichzeitigen Betrieb der einzelnen Plasmajet-Anordnungen des Plasmajet-Arrays würden sich die jeweiligen elektromagnetischen Felder der einzelnen Plasmajet-Anordnungen ohne eine geeignete Abschirmung der Felder gegenseitig beeinflussen. Daher ist ein hoher Aufwand für eine geeignete Abschirmung notwendig, so dass eine derartige Anordnung eines Plasmajet-Arrays in der Herstellung sehr aufwendig und kostenintensiv ist.

Für eine einfache und Anwender-freundliche Nutzung sind Plasmajet-Anordnungen von Interesse, deren erzeugte Plasmen und/oder austretenden Plasmastrahlen leicht zu steuern sind, beispielsweise auf einfache Weise anschaltbar und/oder ausschaltbar sind. Weiterhin sind Plasmajet-Arrays von Interesse, die leicht zu steuern sind und deren Herstellung kostengünstig ist.

Diese Aufgaben werden durch das System nach Anspruch 1 sowie das Verfahren nach Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben. Diese und weitere Ausführungsformen werden nachfolgend beschrieben.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Erzeugung und Steuerung eines nicht thermischen Atmosphärendruckplasmas. Das System weist einen Entladungsraum auf, in den ein Arbeitsgas über eine erste Öffnung einleitbar ist. In dem Entladungsraum ist ein Plasma, insbesondere aus dem eingeleiteten Arbeitsgas erzeugbar. Der Entladungsraum weist eine zweite Öffnung auf, so dass das Plasma durch diese zweite Öffnung aus dem Entladungsraum austreten kann.

Das System weist zumindest eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas, insbesondere zur Erzeugung eines aus dem Arbeitsgas gezündeten Plasmas, im Entladungsraum auf. Das durch die zweite Öffnung austretende Plasma wird durch einen Durchströmregler des Systems gesteuert, der dazu ausgebildet ist, einen Volumenstrom des Arbeitsgases durch die erste Öffnung von einer Arbeitsgasquelle in den Entladungsraum einzustellen. Der Durchströmregler ist weiterhin dazu ausgebildet, mindestens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einzunehmen. Im ersten Zustand wird kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt, so dass auch bei erzeugtem, insbesondere durch die Hochspannungselektrode erzeugtem, elektromagnetischem Feld im Entladungsraum kein Plasma aus der zweiten Öffnung austritt. Mit anderen Worten bedeutete das, dass im ersten Zustand kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt wird, so dass auch bei bestehendem elektromagnetischem Feld im Entladungsraum kein Plasma aus der zweiten Öffnung austritt. Im zweiten Zustand wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt. Im Entladungsraum wird ein Plasma erzeugt und das Plasma tritt aus der zweiten Öffnung aus. Das Plasma wird insbesondere aus dem durch die erste Öffnung zugeführten Volumenstrom des Arbeitsgases unmittelbar durch das von der Hochspannungselektrode erzeugte elektromagnetische Feld erzeugt. Die Steuerung des Volumenstroms mittels des Durchström reglers erlaubt daher eine direkte und unmittelbare Steuerung eines an der zweiten Öffnung austretenden Plasmajets, und macht eine Dauererzeugung eines Primärplasmas zum Zünden eines Sekundär Plasmas überflüssig.

Diese Art der Steuerung stellt eine massive technische Vereinfachung des Systems dar, insbesondere da die Erzeugung und dauerhafte Aufrechterhaltung eines Primärplasmas entfällt im Entladungsraum.

Die Erfindung beschreibt, wie in vorteilhafter weise eine Modulation des Volumenstromes des Arbeitsgases mithilfe eines Durchströmreglers erreicht werden kann und erlaubt somit insbesondere mittels eines schnell zu regelnden Durchströmreglers ein präzises, also zeitaufgelöstes und ortsaufgelöstes (im Falle seiner Vielzahl an Entladungsräumen) Dosieren des Volumenstroms. Die Modulation des Volumenstroms betrifft insbesondere nicht nur ein einfaches "An"- und "Ausschalten", sondern ein gezieltes Kontrollieren eines an der zweiten Öffnung austretenden Plasmajets über den Volumenstrom des Arbeitsgases. Gleiches gilt ebenso für fein dosierbare Zumischung zum Arbeitsgas.

Die Vorteile der Erfindung kommen dabei besonders bei einer Multijet-Anordnung zu tragen, also einem erfindungsgemäßen System mit einer Vielzahl an Entladungsräumen.

Wird elektrische Energie zum Betreiben/Modulieren eines Plasmajets verwendet, gehen damit auch immer elektromagnetische Störungen einher, zum einen aus der Ansteuerung der Hochspannungsquelle und zum anderen vom Plasma selbst. In einem Array aus mehreren Plasmajets wird es immer zur gegenseitigen Beeinflussung derer kommen, was den einwandfreien Betrieb und das Einstellen der gewünschten/erforderlichen Plasmaparameter beeinträchtigt. Man kann nun nicht diesen negativen Einfluss der elektromagnetischen Störungen ohne erheblichen technischen Aufwand verringern, geschweige denn beseitigen. Der Ansatz der Erfindung, die Zufuhr und optional die Zusammensetzung des Arbeitsgases gezielt zu regulieren, ermöglicht einen einfachen und wirtschaftlich günstigen Aufwand. Zum einen wird die technische Komplexität in der elektronischen Ansteuerung der Hochspannungserzeugung reduziert und zum anderen wird eine fluiddynamische Komplexität hinzugefügt. Die Gesamtkomplexität des Systems ist aber dennoch reduziert und es werden noch weitere Probleme, gerade bei den Arrays gelöst.

Ein nicht-thermisches Plasma wird im Rahmen dieser Anmeldung auch als Niedertemperaturplasma oder als kaltes Plasma bezeichnet. Das Plasma, das durch einen Gasstrom, insbesondere den Volumenstrom des Arbeitsgases, durch die zweite Öffnung aus dem Entladungsraum hinaustransportiert wird, wird im Rahmen des Dokumentes auch als Plasmajet oder Plasmastrahl bezeichnet.

Der Entladungsraum kann von einer Wand begrenzt sein. Die Wand kann die erste Öffnung begrenzen. Erfindungsgemäß kann die Wand die zweite Öffnung begrenzen. Die Wand kann als Dielektrikum ausgebildet sein.

Der Entladungsraum umfasst insbesondere das Volumen, in dem das Plasma erzeugt werden kann.

An der Hochspannungselektrode kann bei angelegter Spannung ein elektromagnetisches Feld erzeugt werden. Das erzeugte elektromagnetische Feld wird in dieser Anmeldung auch als bestehendes elektromagnetisches Feld bezeichnet. Mithilfe des erzeugten bzw. bestehenden elektromagnetischen Feldes kann ein nicht-thermisches Atmosphärendruckplasma erzeugt werden.

Plasmen können auch mittels Laser oder lonenstrahlen erzeugt werden. Allerdings sind dabei die Parameter des Plasmas wie Temperatur, Ableitstrom oder Speziesgeneration vergleichsweise schwierig zu steuern und im Vergleich zum Prinzip der Erfindung, mit erhöhtem technischem Aufwand verbunden.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Hochspannungselektrode innerhalb des Entladungsraumes angeordnet ist.

Der Entladungsraum kann über die erste Öffnung strömungstechnisch mit einer Arbeitsgasquelle verbunden sein. D. h., dass Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle durch die erste Öffnung in den Entladungsraum einleitbar ist. Ein Arbeitsgas kann eines der folgenden Gase aufweisen oder eines der folgenden Gase sein: Wasserstoff, Argon, Helium, Stickstoff, Sauerstoff, Neon, Krypton oder Kohlenstoffdioxid. Das Arbeitsgas kann ein Gasgemisch sein, das zumindest eines der folgenden Gase aufweist: Wasserstoff, Argon, Helium, Stickstoff, Sauerstoff, Neon, Krypton oder Kohlenstoffdioxid. Insbesondere kann das Arbeitsgas Argon aufweisen oder Argon sein.

Der Durchströmregler kann zumindest einen ersten und einen zweiten Zustand annehmen. Im ersten Zustand des Durchstömreglers ist dieser dazu eingerichtet, dass kein Arbeitsgas in den Entladungsraum eingeleitet wird. Mit anderen Worten bedeutet das, dass im zweiten Zustand eine Gaszufuhr (insbesondere das Zuführen des Arbeitsgases) in den Entladungsraum unterbrochen ist. Kein Arbeitsgas strömt von der ersten Öffnung durch den Entladungsraum in Richtung der zweiten Öffnung. Weiterhin strömt kein Arbeitsgas von der ersten Öffnung in Richtung der zweiten Öffnung und aus dieser aus dem Entladungsraum hinaus. Es besteht kein Volumenstrom des Arbeitsgases im Entladungsraum. Kein Plasma wird in Form eines Plasmastrahls mit dem Volumenstrom aus der zweiten Öffnung hinaustransportiert.

Wenn kein Arbeitsgas in den Entladungsraum eingeleitet wird, so dass kein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum tritt, tritt auch kein Arbeitsgas aus dem Entladungsraum. Der Verbrauch des Arbeitsgases ist somit vorteilhaft reduziert gegenüber einer Vorrichtung des Standes der Technik, in der kontinuierlich Arbeitsgas durch den Entladungsraum und aus dem Entladungsraum hinausströmt.

Das System kann derart eingerichtet sein, dass im ersten Zustand kein Plasma im Entladungsraum erzeugt wird.

Im zweiten Zustand des Durchströmreglers ist dieser dazu ausgebildet, dass Arbeitsgas in den Entladungsraum eingeleitet wird. Insbesondere wird Arbeitsgas derart eingeleitet, dass dieses durch die erste Öffnung in den Entladungsraum strömt und durch den Entladungsraum in Richtung der zweiten Öffnung strömt. Insbesondere strömt das eingeleitete Arbeitsgas von der ersten Öffnung in Richtung der zweiten Öffnung und aus dieser aus dem Entladungsraum hinaus.

Durch den Volumenstrom des Arbeitsgases tritt das im Entladungsraum erzeugte Plasma als Plasmastrahl durch die zweite Öffnung aus dem Entladungsraum hinaus.

Durch das Steuern des Durchströmreglers kann eingestellt werden, ob Plasma als Plasmajet aus dem Entladungsraum austritt oder nicht. Mit anderen Worten bedeutete das, dass mit dem erfindungsgemäßen System eine fluiddynamische Steuerung des Ausstoßens des Plasmas aus dem Entladungsraum erreicht wird. Das bedeutet, dass eine fluiddynamische Steuerung des Plasmastrahls erfolgen kann. So kann auf einfache Weise ohne eine Steuerung bzw. Regulation des elektromagnetischen Feldes der Plasmastrahl gesteuert werden, insbesondere kann gesteuert werden, ob ein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum austritt. Die Komplexität der Elektrik und/oder Elektronik wird vorteilhaft reduziert. Die Gesamtkomplexität des Systems wird reduziert.

Gemäß einer Ausführungsform weist das System zumindest eine Masseelektrode auf. Die zumindest eine Hochspannungselektrode und die zumindest eine Masseelektrode können zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im Entladungsraum ausgebildet sein.

Dadurch ist insbesondere gewährleistet, dass die Plasmaerzeugung unabhängig von einem Abstand einer zu behandelnden Fläche ist, die dann im ansonsten als Gegenelektrode wirkt und die Eigenschaften des Plasmas maßgeblich beeinflusst.

In einer Ausführungsform weist das System zumindest eine Hochspannungselektrode und zumindest eine Masseelektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im Entladungsraum auf.

Das durch die zweite Öffnung austretende Plasma wird durch einen Durchströmregler des Systems gesteuert, der dazu ausgebildet ist, einen Volumenstrom des Arbeitsgases durch die erste Öffnung von einer Arbeitsgasquelle in den Entladungsraum einzustellen. Der Durchströmregler ist weiterhin dazu ausgebildet, mindestens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einzunehmen. Im ersten Zustand wird kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt, so dass auch bei erzeugtem, insbesondere durch die Masseelektrode und die Hochspannungselektrode erzeugtem, elektromagnetischem Feld im Entladungsraum kein Plasma aus der zweiten Öffnung austritt. Mit anderen Worten bedeutete das, dass im ersten Zustand kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt wird, so dass auch bei bestehendem elektromagnetischem Feld im Entladungsraum kein Plasma aus der zweiten Öffnung austritt. Im zweiten Zustand wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt. Im Entladungsraum wird ein Plasma erzeugt und das Plasma tritt aus der zweiten Öffnung aus.

Zwischen der Hochspannungselektrode und der Masseelektrode kann bei angelegter Spannung ein elektromagnetisches Feld erzeugt werden. Das erzeugte elektromagnetische Feld wird in dieser Anmeldung auch als bestehendes elektromagnetisches Feld bezeichnet. Mithilfe des erzeugten bzw. bestehenden elektromagnetischen Feldes kann ein nicht thermisches Atmosphärendruckplasma erzeugt werden.

In einer Ausführungsform ist eine Masseelektrode am Entladungsraum angeordnet. Ein Vorteil einer Ausführungsform, die eine Masseelektrode aufweist, ist, dass das elektromagnetische Feld präziser erzeugt und/oder eingestellt wird. Damit können auch Charakteristika des erzeugten Plasmas präziser eingestellt werden.

In einer Ausführungsform ist das System dazu eingerichtet ist, eine Modulation des Plasmas durch eine korrespondierende Modulation des Volumenstroms des Arbeitsgases, insbesondere ausschließlich durch eine korrespondierende Modulation des Volumenstroms des Arbeitsgases und insbesondere nicht durch eine Modulation des elektromagnetischen Feldes zu erzeugen, insbesondere wobei das System dazu eingerichtet ist, lediglich ein kontinuierliches elektromagnetisches Feld im Entladungsraum zu erzeugen. In einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, insbesondere während der Modulation des Plasmas lediglich ein kontinuierliches elektromagnetisches Feld im Entladungsraum zu erzeugen.

Eine Modulation des Plasmas bedeutet insbesondere eine Veränderung des Plasmastrahls. Die Modulation des Plasmas kann bedeuten, dass das Plasma von einem Status, in dem es, insbesondere als Plasmastrahl, aus dem Entladungsraum austritt, in einen anderen Status überführt wird, in dem es nicht aus dem Entladungsraum austritt, d. h. kein Plasmastrahl mehr aus dem Entladungsraum hinaustritt. Die Modulation des Plasmas kann derart sein, dass eine Distanz, um die der Plasmastrahl durch die zweite Öffnung aus dem Entladungsraum hinaustritt, verändert wird. Die Distanz kann verkürzt werden, insbesondere bis zu einer minimalen Distanz. Wenn die minimale Distanz unterschritten wird, tritt kein Plasma aus dem Entladungsraum aus. Alternativ ist vorgesehen, dass die Distanz vergrößert werden kann.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die Modulation des Plasmas durch eine korrespondierende Modulation des Arbeitsgasvolumenstroms erzeugt wird. Wird kein Arbeitsgasvolumenstrom erzeugt, tritt kein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum aus. Bei einem Vorhandensein eines Volumenstroms des Arbeitsgases kann ein Plasmastrahl durch die zweite Öffnung des Entladungsraumes austreten.

Der Arbeitsgasvolumenstrom kann gepulst sein. Ein gepulster Arbeitsgasvolumenstrom ist ein zeitlich, im Betrag veränderlicher, nicht kontinuierlicher Volumenstrom.

Durch eine Modulation des Arbeitsgasvolumenstroms kann das Plasma moduliert werden. Weiterhin kann der Verbrauch des Arbeitsgases gesteuert werden. In einer Ausführungsform wird der Verbrauch des Arbeitsgases reguliert. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform sieht vor, dass eine Dauer und/oder eine Wirkung eines Ableitstromes gesteuert wird. Ein Ableitstrom kann entstehen, wenn das Plasma (der Plasmastrahl) eine Oberfläche berührt. Tritt kein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum, gibt es keinen Ableitstrom auf eine Oberfläche. Unter einem kontinuierlichen elektromagnetischen Feld ist insbesondere ein elektromagnetisches Feld zu verstehen, das durchgehend eingeschaltet ist, und auch dann weiterbesteht, wenn kein Arbeitsgasvolumenstrom durch den Entladungsraum strömt. In diesem Sinne ist der Ausdruck „kontinuierlich“ auch als dauerhaft oder konstant (abgesehen von der impliziten Zeitabhängigkeit eines elektromagnetischen Feldes durch den Wechsel der elektrischen und magnetischen Anteile des Feldes) anzusehen.

In einer Ausführungsform ist das elektromagnetische Feld ein kontinuierliches elektromagnetisches Feld. Insbesondere ist das elektromagnetische Feld kontinuierlich bezüglich der Amplitude der Feldstärke. In einer Ausführungsform ist das elektromagnetische Feld zeitgemittelt konstant.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das kontinuierliche elektromagnetische Feld mithilfe einer Gleichspannung erzeugt wird. Erfindungsgemäß wird um eine Modulation des Plasmas zu erzielen nicht die angelegte Gleichspannung moduliert.

In einer alternativen Ausführungsform wird das elektromagnetische Feld mithilfe einer Wechselspannung erzeugt. Um das Plasma zu modulieren, wird die angelegte Wechselspannung nicht moduliert.

Das elektromagnetische Feld dient lediglich der Erzeugung des Plasmas. Das elektromagnetische Feld wird erfindungsgemäß nicht dafür verwandt, das Plasma zu modulieren. Insbesondere wird das elektromagnetische Feld nicht moduliert, um das Plasma zu modulieren. Insbesondere wird das elektromagnetische Feld nicht moduliert, um ein Austreten des Plasmas (Plasmajet) aus dem Entladungsraum zu erzeugen und/oder um ein Austreten des Plasmas aus dem Entladungsraum zu beenden. Das Austreten des Plasmastrahls aus dem Entladungsraum kann durch den Arbeitsgasvolumenstrom gesteuert werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Durchströmregler dazu ausgebildet, den Volumenstrom des Arbeitsgases zu modulieren.

In einer Ausführungsform ist der Arbeitsgasvolumenstrom mithilfe des Durchströmreglers einstellbar.

Der Durchströmregler kann als diskretes Wegeventil ausgebildet sein. Ein diskretes Wegeventil kann diskret zwischen einem ersten Zustand (zu) und einem zweiten Zustand (offen) schalten.

In einer alternativen Ausführungsform ist der Durchströmregler ein Proportionalventil. Ein Proportionalventil kann stetige Übergänge einer Ventilöffnung erreichen. D. h. das Proportionalventil vermittelt ein teilweises Öffnen und/oder Schließen, so dass ein Durchlass des Arbeitsgases präzise dosiert werden kann.

Die Modulation des Arbeitsgasvolumenstromes kann durch das Steuern des Durchströmreglers erfolgen. Beispielsweise kann durch das Überführen des Durchströmreglers von seinem ersten Zustand in seinen zweiten Zustand ein Arbeitsgasvolumenstrom im Entladungsraum entstehen, mit dem das Plasma als Plasmajet aus dem Entladungsraum austreten kann. Eine alternative Modulation kann durch das Überführen des Durchströmreglers von seinem zweiten Zustand in seinen ersten Zustand entstehen. Durch das Überführen des Durchströmreglers von seinem zweiten Zustand in seinen ersten Zustand kann ein Arbeitsgasvolumenstrom im Entladungsraum beendet werden, so dass das Plasma nicht mehr aus dem Entladungsraum austritt.

Das bedeutet, dass mithilfe des Durchströmreglers der Arbeitsgasvolumenstrom steuerbar ist. Über den Arbeitsgasvolumenstrom ist das Austreten des Plasmas aus dem Entladungsraum steuerbar. Der Durchströmregler kann eine fluiddynamische Steuerung des Plasmas bereitstellen. Insbesondere ist das Plasma modulierbar, ohne dass das elektromagnetische Feld gesteuert wird. Das Austreten des Plasmas aus dem Entladungsraum ist daher auf eine einfache Weise möglich, ohne dass das angelegte elektromagnetische Feld verändert wird.

Durch ein präzises Dosieren des Arbeitsgases kann präzise die Distanz eingestellt und/oder verändert werden, um die der Plasmastrahl aus dem Entladungsraum tritt.

In einer Ausführungsform wird der Durchströmregler elektronisch gesteuert. In einer Ausführungsform wir der Durchströmregler elektrisch gesteuert. Das bedeutet, dass mittels einer elektrischen oder elektronischen Steuerung des Durchströmreglers eine fluiddynamische Steuerung des Plasmas bereitgestellt wird.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmregler eine kurze Schaltzeit hat. Eine kurze Schaltzeit bedeutet, dass der Durchströmregler schnell zwischen den einzelnen Zuständen schalten kann.

Nach einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, den Durchströmregler vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen, so dass bei einem erzeugten elektromagnetischen Feld im Entladungsraum das Plasma im Entladungsraum erzeugt wird und durch die zweite Öffnung aus dem Entladungsraum austritt. In einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, den Durchströmregler vom zweiten Zustand in den ersten Zustand zu überführen, so dass bei einem erzeugten elektromagnetischen Feld im Entladungsraum kein Plasma aus dem Entladungsraum tritt. Eine Ausführungsform des Systems ist dazu eingerichtet, den Durchströmregler vom ersten Zustand in den zweiten Zustand zu überführen sowie den Durchströmregler vom zweiten Zustand in den ersten Zustand zu überführen.

Mit anderen Worten bedeutet das, dass der Durchströmregler dazu ausgebildet ist, den Plasmastrahl einzuschalten, d. h. Plasma tritt als Plasmajet aus dem Entladungsraum aus nachdem zuvor kein Plasma aus dem Entladungsraum ausgetreten ist. In einer Ausführungsform ist das System dazu eingerichtet, den Plasmastrahl auszuschalten. Das bedeutet, dass kein Plasmajet aus dem Entladungsraum austritt nachdem zuvor ein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum ausgetreten ist.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Durchströmregler ein aktives Stellglied aufweist, das dazu ausgebildet ist, mindestens den ersten oder den zweiten Zustand einzunehmen.

Das aktive Stellglied ist beispielsweise ein Ventil, insbesondere ein Magnetventil. Das aktive Stellglied kann elektrisch angesteuert werden.

Ein aktives Stellglied kann als diskretes Wegeventil ausgebildet sein, das den ersten oder den zweiten Zustand einnimmt. In einer Ausführungsform ist das aktive Stellglied als Proportionalventil ausgebildet.

Das aktive Stellglied kann ein Piezoventil sein. Mithilfe eines Piezoventils kann der Durchstrom des Arbeitsgases schnell und präzise dosiert werden. Ein Piezoventil verbraucht nur wenig Energie. Insbesondere im Einsatz des Systems als Handgerät ist dies von Vorteil, da eine Batterie in diesem Falle länger hält und weniger Batteriewechsel oder Ladezyklen notwendig sind. Dies erhöht den Komfort sowie die Einsatzmöglichkeiten des Systems, insbesondere die Möglichkeit eines mobilen Einsatzes des Systems.

In einer Ausführungsform gibt die Arbeitsgasquelle konstant (gleichmäßig über die Zeit) Arbeitsgas ab. Mithilfe des aktiven Stellgliedes kann ein über die Zeit gepulster Arbeitsgasvolumenstrom in den Entladungsraum eingeleitet werden.

In einer Ausführungsform weist der Durchströmregler ein passives Stellglied auf, das dazu ausgebildet ist, mindestens den ersten oder den zweiten Zustand einzunehmen, wobei das passive Stellglied insbesondere durch den Volumenstrom des Arbeitsgases vom ersten Zustand in den zweiten Zustand überführbar ist.

Das passive Stellglied kann ein Flatterventil oder ein Rückschlagventil sein.

Das aktive und/oder das passive Stellglied kann ein Mikroventil sein. Ein Mikroventil erlaubt vorteilhaft einen platzsparenden Einbau des Durchströmreglers. Damit kann der notwendige Platz des Systems gering gehalten werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das System als Handgerät eingesetzt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das System eine Arbeitsgasquelle auf, die den Durchströmregler aufweist.

Die Arbeitsgasquelle kann beispielsweise ein Steuerelement aufweisen, mit dessen Hilfe einstellbar ist, ob Arbeitsgas aus der Arbeitsquelle ausströmt. In einer Ausführungsform wird mithilfe eines Steuerelementes das Ausströmen des Arbeitsgases, und damit der Arbeitsgasvolumenstrom, dosiert. In einer Ausführungsform ist das System dazu eingerichtet, dass ein gepulster Arbeitsgasvolumenstrom aus der Arbeitsgasquelle austritt und in den Entladungsraum einströmt.

In einer Ausführungsform weist das System eine automatische Steuereinheit auf, die zur Steuerung des Durchströmreglers ausgebildet ist. Mithilfe der automatischen Steuereinheit ist der Durchströmregler automatisch in den ersten Zustand oder in den zweiten Zustand einstellbar. Weiterhin ist in einer Ausführungsform die automatische Steuereinheit dazu ausgebildet, den Durchströmregler für eine ausgewählten Zeitraum in den zweiten Zustand zu überführen, so dass ein Zeitraum einstellbar ist, über den das Arbeitsgas in den Entladungsraum eingeleitet wird.

Mithilfe der automatischen Steuereinheit kann gesteuert werden, ob Arbeitsgas in den Entladungsraum hineinströmen kann. In einer Ausführungsform steuert die automatische Steuereinheit den Arbeitsgasvolumenstrom.

In einer Ausführungsform weist die automatische Steuereinheit einen Mikrocontroller und eine Hochspannungsspule auf.

Die automatische Steuereinheit kann steuern, dass sich der Durchströmregler für einen ausgewählten Zeitraum im zweiten Zustand befindet. Das bedeutet, dass die automatische Steuereinheit steuern kann, dass für den ausgewählten Zeitraum im Entladungsraum ein Arbeitsgasvolumenstrom besteht.

In einer Ausführungsform steuert die automatische Steuereinheit ein Einschalten des Plasmastrahls. Die automatische Steuereinheit kann steuern, über welchen Zeitraum der Plasmastrahl angeschaltet ist. Ferner steuert die automatische Steuereinheit in einer Ausführungsform die Distanz, um die der Plasmastrahl durch die zweite Öffnung aus dem Entladungsraum hinaustritt. In einer Ausführungsform steuert die automatische Steuereinheit ein Ausschalten des Plasmastrahls. Die automatische Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, den Plasmastrahl für einen Zeitraum auszuschalten, nachdem der Plasmastrahl zuvor für einen anderen Zeitraum angeschaltet war. In einer Ausführungsform ist die automatische Steuereinheit dazu eingerichtet, den Plasmastrahl für einen ausgewählten Zeitraum anzuschalten, nachdem der Plasmastrahl zuvor für einen anderen ausgewählten Zeitraum ausgeschaltet war. Eine Ausführungsform der automatischen Steuereinheit ist dazu ausgebildet, das Arbeitsgas, das in den Entladungsraum strömt, präzise zu dosieren, beispielsweise durch eine Steuerung eines Proportionalventils.

Die automatische Steuereinheit kann programmierbar sein.

Ein Vorteil der Ausführungsform ist, dass automatisch gesteuert wird, wann und wie lange (d. h. über welchen Zeitraum) ein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum austritt. Dadurch kann beispielsweise automatisch eine Behandlungsdauer mittels des Plasmastrahls gesteuert werden.

In einer Ausführungsform ist die automatische Steuereinheit dazu eingerichtet, den Arbeitsgasvolumenstrom zu regulieren. In einer Ausführungsform weist das System für die Regulation einen Rückkopplungsmechanismus auf.

Vorteilhaft wird mithilfe des Rückkopplungsmechanismus einer Schwankung (Abweichung von einem Kontrollwert) des Plasmas automatisch detektiert und dieser entgegengewirkt, indem beispielsweise der Arbeitsgasvolumenstrom moduliert wird. Die Schwankung wird ausgeglichen, so dass über die Zeit ein gleichmäßiger Plasmastrahl austritt.

Gemäß einer Ausführungsform weist das System eine Mischanordnung auf, die dazu ausgebildet ist, ein weiteres Gas mit dem Arbeitsgas zu mischen, so dass das resultierende Gasgemisch in den Entladungsraum einleitbar ist. Insbesondere ist das System dazu eingerichtet, dass der Durchströmregler die Mischanordnung aufweist.

In einer Ausführungsform ist die Mischanordnung dazu eingerichtet, eine Vielzahl an Gasen mit dem Arbeitsgas zu mischen. Eine Ausführungsform sieht vor, dass ein Gasgemisch mit dem Arbeitsgas gemischt wird, insbesondere in der Mischanordnung gemischt wird.

Das weitere Gas ist insbesondere eines der folgenden Gase: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, Argon, Helium, Neon, Krypton oder Kohlenstoffdioxid. Das zugemischte Gasgemisch weist insbesondere eines der folgenden Gase auf: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, Argon, Helium, Neon, Krypton oder Kohlenstoffdioxid. Das zugemischte Gasgemisch kann Luft, insbesondere Umgebungsluft, sein. In einer Ausführungsform ist das zugemischte Gasgemisch ein angefeuchtetes Gas. Insbesondere kann das zugemischte Gasgemisch Wasserdampf aufweisen, sowie zumindest eines der folgenden Gase: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Wasserdampf, Argon, Helium, Neon, Krypton oder Kohlenstoffdioxid.

Somit kann ein vom Arbeitsgas verschiedenes Gasgemisch in den Entladungsraum eingeleitet werden und dort andere reaktive Spezies entstehen. In einer Ausführungsform ist das System dazu eingerichtet, das weitere Gas dem Arbeitsgas für eine ausgewählte Dauer beizumischen. Somit kann zeitaufgelöst die Zusammensetzung des Gases oder Gasgemisches, das in den Entladungsraum eingeleitet wird, eingestellt werden. In einer Ausführungsform kann zeitaufgelöst die Zusammensetzung des Gases oder Gasgemisches, das in den Entladungsraum eingeleitet wird, gesteuert werden.

In einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, ein kapazitiv-gekoppeltes Plasma zu erzeugen. Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das System dazu ausgebildet ist ein induktiv-gekoppeltes Plasma zu erzeugen. In einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, ein Mikrowellen-induziertes Plasma zu erzeugen. In einer alternativen Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, ein Plasma mittels dielektrisch behinderter Entladung zu erzeugen.

In einer weiteren Ausführungsform weist das System eine Vielzahl an Entladungsräumen auf, wobei jeder Entladungsraum eine jeweilige erste Öffnung aufweist, durch die ein Arbeitsgas in den jeweiligen Entladungsraum einleitbar ist, wobei jeder Entladungsraum eine zugeordnete zweite Öffnung aufweist, durch die das Plasma aus dem jeweiligen Entladungsraum austreten kann. Jedem Entladungsraum ist zumindest eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum zugeordnet ist, so dass in jedem Entladungsraum unabhängig von den anderen Entladungsräumen ein Plasma erzeugbar ist. Das durch die zugeordnete zweite Öffnung austretende Plasma wird durch einen dem jeweiligen Entladungsraum zugeordneten Durchströmregler des Systems gesteuert, wobei jeder Durchströmregler dazu ausgebildet ist, einen Volumenstrom des Arbeitsgases durch die jeweilige erste Öffnung des jeweiligen Entladungsraumes von einer Arbeitsgasquelle in den jeweiligen Entladungsraum einzustellen. Weiterhin ist der jeweilige Durchströmregler dazu ausgebildet, mindestens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einzunehmen. Im ersten Zustand wird kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum zugeführt, so dass im jeweiligen Entladungsraum auch bei erzeugtem elektromagnetischem Feld im jeweiligen Entladungsraum kein Plasma aus der zugeordneten zweiten Öffnung austritt. Im zweiten Zustand wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt und dort ein Plasma erzeugt, und das Plasma tritt aus der jeweiligen zweiten Öffnung aus.

In einer weiteren Ausführungsform weist das System eine Vielzahl an Entladungsräumen auf, wobei jeder Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen eine jeweilige erste Öffnung aufweist, durch die ein Arbeitsgas in den jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen einleitbar ist. Jeder Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen weist eine zugeordnete zweite Öffnung auf, durch die das Plasma aus dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen austreten kann. Weiterhin ist jedem Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zumindest eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeordnet. In jedem Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ist unabhängig von den anderen Entladungsräumen der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasma erzeugbar ist, wobei das durch die zugeordnete zweite Öffnung austretende Plasma durch einen dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeordneten Durchströmregler einer Vielzahl an Durchströmreglern des Systems gesteuert wird. Jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern ist dazu ausgebildet, einen Volumenstrom des Arbeitsgases durch die jeweilige erste Öffnung des jeweiligen Entladungsraumes der Vielzahl an Entladungsräumen von einer Arbeitsgasquelle in den jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen einzustellen, wobei der jeweilige Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern weiterhin dazu ausgebildet ist, mindestens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einzunehmen. Im ersten Zustand wird kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt, so dass im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen auch bei erzeugtem elektromagnetischen Feld im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen kein Plasma aus der zugeordneten zweiten Öffnung austritt. Im zweiten Zustand wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt und dort ein Plasma erzeugt, und das Plasma tritt aus der jeweiligen zweiten Öffnung aus.

Jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) ist zumindest eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) zugeordnet ist, insbesondere wobei an jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) zumindest eine Hochspannungselektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) angeordnet ist, so dass in jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) unabhängig von den anderen Entladungsräumen (der Vielzahl an Entladungsräumen) ein Plasma erzeugbar ist.

Die Hochspannungselektroden können insbesondere miteinander kurzgeschaltet sein. In einer Ausführungsform sind die Entladungsräume der Vielzahl an Entladungsräumen identisch ausgebildet. In einer alternativen Ausführungsform unterscheidet sich zumindest ein Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen von den übrigen Entladungsräumen.

Ein Vorteil an einem System mit einer Vielzahl an Entladungsräumen ist, dass eine größere Fläche, beispielsweise eine Oberfläche eines Objektes, mit Plasma behandelt werden kann, ohne dass das System und/oder das zu behandelnde Objekt bewegt werden muss.

Ein derartiges System kann für eine großflächige Oberflächenbehandlung eingesetzt werden, insbesondere für eine thermisch sensible Oberflächenbehandlung.

Jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern kann elektrisch oder elektronisch gesteuert werden. Durch die Steuerung eines zugeordneten Durchströmreglers wird der Arbeitsgasvolumenstrom im jeweiligen Entladungsraum gesteuert und damit das Plasma, insbesondere ob Plasma in Form eines Plasmastrahls aus dem jeweiligen Entladungsraum austritt oder nicht. Das heißt, dass durch die elektrische oder elektronische Steuerung des jeweiligen Durchströmreglers eine fluiddynamische Steuerung des Plasmas, insbesondere des Plasmastrahls, erfolgt.

Dies reduziert die technische Komplexität der Steuerung des Plasmas in einem System, das eine Vielzahl an Entladungsräumen aufweist. Ein einwandfreier Betrieb des Systems wird auf einfache Weise ermöglicht.

Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Entladungsraum zumindest eine Masseelektrode zugeordnet ist. In einer Ausführungsform ist die zumindest eine Hochspannungselektrode und die zumindest eine Masseelektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum eingerichtet. Das System ist dabei insbesondere dazu eingereicht, das Plasma insbesondere in dem Volumenstrom des Arbeitsgases unmittelbar durch das elektromagnetische Feld der Hochspannungselektrode zu zünden.

In einer Ausführungsform weist das System eine Vielzahl an Entladungsräumen auf, wobei jeder Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen eine jeweilige erste Öffnung aufweist, durch die ein Arbeitsgas in den jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen einleitbar ist. Jeder Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen weist eine zugeordnete zweite Öffnung auf, durch die das Plasma aus dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen austreten kann. Weiterhin ist jedem Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zumindest eine Hochspannungselektrode und zumindest eine Masseelektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeordnet. In jedem Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ist unabhängig von den anderen Entladungsräumen der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasma erzeugbar ist, wobei das durch die zugeordnete zweite Öffnung austretende Plasma durch einen dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeordneten Durchströmregler einer Vielzahl an Durchströmreglern des Systems gesteuert wird. Jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern ist dazu ausgebildet, einen Volumenstrom des Arbeitsgases durch die jeweilige erste Öffnung des jeweiligen Entladungsraumes der Vielzahl an Entladungsräumen von einer Arbeitsgasquelle in den jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen einzustellen, wobei der jeweilige Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern weiterhin dazu ausgebildet ist, mindestens einen ersten Zustand und einen zweiten Zustand einzunehmen. Im ersten Zustand wird kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt, so dass im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen auch bei erzeugtem elektromagnetischen Feld im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen kein Plasma aus der zugeordneten zweiten Öffnung austritt. Im zweiten Zustand wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt und dort ein Plasma erzeugt, und das Plasma tritt aus der jeweiligen zweiten Öffnung aus.

Jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) ist zumindest eine Hochspannungselektrode und zumindest eine Masseelektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) zugeordnet ist, insbesondere wobei an jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) zumindest eine Hochspannungselektrode und zumindest eine Masseelektrode zur Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes zur Erzeugung eines Plasmas im jeweiligen Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) angeordnet ist, so dass in jedem Entladungsraum (der Vielzahl an Entladungsräumen) unabhängig von den anderen Entladungsräumen (der Vielzahl an Entladungsräumen) ein Plasma erzeugbar ist.

In einer Ausführungsform weist das System ein automatisches Kontrollsystem auf. Das automatische Kontrollsystem ist dazu ausgebildet, die Vielzahl der Durchströmregler des Systems unabhängig voneinander zu steuern, so dass die Durchströmregler unabhängig voneinander mindestens den ersten Zustand oder den zweiten Zustand einnehmen können, so dass Plasma nur in einem ausgewählten Entladungsraum erzeugt wird und nur aus der zweiten Öffnung des ausgewählten Entladungsraumes austritt. Das automatische Kontrollsystem kann jeden Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern einzeln steuern. Das bedeutet, dass jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern unabhängig von den übrigen Durchströmreglern steuerbar ist.

In einer Ausführungsform ist das automatische Kontrollsystem dazu ausgebildet, jeden Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern einzeln zu regeln, so dass jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern unabhängig von den übrigen Durchströmreglern regelbar ist.

In einer Ausführungsform ist das automatische Kontrollsystem derart eingerichtet, dass jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern so gesteuert wird, dass der Plasmastrahl des jeweiligen zugeordneten Entladungsraumes ein ausgewähltes zeitliches Muster zeigt, d. h. eine ausgewählte Abfolge Phasen, in denen ein Plasmastrahl aus dem jeweiligen zugeordneten Entladungsraum austritt und anderen Phasen, in denen kein Plasmastrahl austritt.

Gemäß einer Ausführungsform ist das automatische Kontrollsystem dazu ausgebildet, die Durchströmregler der Vielzahl der Durchströmregler des Systems unabhängig voneinanderzu steuern, so dass ein ausgewählter Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern für einen ersten Zeitraum den zweiten Zustand einnimmt und alle anderen Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern den ersten Zustand einnehmen und nach dem ersten Zeitraum der ausgewählte Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern den ersten Zustand einnimmt und ein anderer ausgewählter Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern für einen zweiten Zeitraum den zweiten Zustand einnimmt, wobei der erste und der zweite Zeitraum aufeinander folgen oder zeitweise überlappen.

Das automatische Kontrollsystem kann steuern, aus welchem ausgewählten Entladungsraum ein Plasmastrahl austritt. Insbesondere ist das automatische Kontrollsystem dazu ausgebildet, dass zu jedem Zeitpunkt aus einem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasmastrahl austritt.

In einer Ausführungsform ist das automatische Kontrollsystem dazu eingerichtet, die Durchströmregler der Vielzahl der Durchströmregler derart zu steuern, dass der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum ohne Unterbrechung aufeinander folgen. Mit anderen Worten bedeutet das, dass in einer Ausführungsform das automatische Kontrollsystem dazu eingerichtet, die Durchströmregler der Vielzahl der Durchströmregler derart zu steuern, dass zu jedem Zeitpunkt aus genau einem Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasmastrahl austritt.

In einer alternativen Ausführungsform ist das automatische Kontrollsystem dazu eingerichtet, die Durchströmregler der Vielzahl der Durchströmregler derart zu steuern, dass sich der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum zeitweise überlappen, wobei insbesondere der erste Zeitraum und der zweite Zeitraum nicht vollständig überlagert sind. Das bedeutet, dass in einer Ausführungsform das System dazu eingerichtet ist, dass in dem Überlappungszeitraum des ersten und des zweiten Zeitraumes, jeweils ein Plasmastrahl aus den zwei Entladungsräumen (denen der Durchströmregler und der andere Durchströmregler zugeordnet sind) austritt. Eine Ausführungsform sieht vor, dass der Überlappungszeitraum kurz ist, insbesondere kürzer als 1s ist.

In einer Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, dass jeder Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen an eine gemeinsame Arbeitsgasquelle anschließbar oder angeschlossen ist.

In jedem Entladungsraum können die gleichen reaktiven Spezies entstehen.

Diese Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil, wenn das System für eine großflächige Behandlung mit einem Plasma eingesetzt wird, wobei über die gesamte Fläche die gleichen Spezies wirken sollen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest ein Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern eine Mischanordnung auf, mit der ein weiteres Gas mit dem Arbeitsgas gemischt wird, so dass ein resultierendes Gasgemisch in den jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen eingeleitet werden kann. Das bedeutet, dass ortsaufgelöst, z. B. in einen Entladungsraum, der an einer ausgewählten Position in Relation zu den übrigen Entladungsräumen des Systems angeordnet ist, dosiert ein weiteres Gas dem Arbeitsgas zugemischt werden kann. Damit kann ortsaufgelöst, z. B. in einem ausgewählten lokalen Bereich, die Wirksamkeit des Plasmas auf bestimmte Anforderungen angepasst werden kann, beispielsweise bei der Behandlung von großen Wundflächen.

In einer weiteren Ausführungsform ist das System dazu ausgebildet, dass zumindest ein Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen an eine eigene Arbeitsgasquelle anschließbar oder angeschlossen ist.

In dem mindestens einen Entladungsraum kann eine reaktive Spezies entstehen, die sich von einer reaktiven Spezies unterscheidet, die in den anderen Entladungsräumen entstehen kann.

Diese Ausführungsform ist insbesondere von Vorteil, wenn das System für eine großflächige Behandlung mit einem Plasma eingesetzt wird, wobei die Fläche zumindest eine Teilfläche aufweist, auf die zumindest eine Spezies wirken soll, die sich von einer reaktiven Spezies unterscheidet, die in den übrigen Entladungsräumen entsteht. Mit anderen Worten bedeutet das, dass für die Behandlung der zumindest einen Teilfläche die Wrksamkeit des Plasmas auf Anforderungen angepasst werden kann. Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen in die gleiche Richtung weisen.

Insbesondere weisen die Flächennormalen der zweiten Öffnungen in die gleiche Richtung.

Ein Vorteil einer derartigen Anordnung ist, dass mit einem solchen System auf eine Fläche Plasmastrahlen gerichtet werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen derart positioniert oder positionierbar, dass sie einem zentralen Bereich zugewandt sind.

Insbesondere sind die Flächennormalen der zweiten Öffnungen einem zentralen Bereich zugewandt.

In einer Ausführungsform sind die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen in Richtung eines gemeinsamen Volumens ausgerichtet.

Mit einem derartigen System können Plasmastrahlen aus einer Vielzahl an Richtungen auf die Oberfläche eines Objektes gerichtet werden.

In einer Ausführungsform sind die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet.

In einer Ausführungsform sind die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet, wobei die zweiten Öffnungen der Vielzahl an Entladungsräumen eine Fläche von mindestens 10 cm ² , insbesondere mindestens 50 cm ² , insbesondere mindestens 100 cm ² überdecken.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das System mindestens 2 Entladungsräume, insbesondere mindestens 5 Entladungsräume, insbesondere mindestens 10 Entladungsräume, insbesondere mindestens 20 Entladungsräume auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine

Durchströmregler kontinuierlich regelbar, so dass der Volumenstrom durch jeden Entladungsraum kontinuierlich und individuell einstellbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine

Durchströmregler ein Proportionalventil.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das System dazu eingerichtet, den Volumenstrom des Arbeitsgases in jedem Entladungsraummittels des Durchströmreglers zu modulieren, wobei die Modulation des Volumenstroms mehr als zwei Modulationszustände aufweist, insbesondere wobei die Modulation des Volumenstroms kontinuierlich einstellbar ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist jeder Durchströmregler dazu eingerichtet, eine Regelzeit zwischen 0.1ms und 1s aufzuweisen, so dass der Volumenstrom mit einer entsprechenden Zeitauflösung moduliert werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das System für jeden Entladungsraum mindestens einen zugeordneten Sensor auf, der ein Plasmaparameter erfasst und der dazu eingerichtet ist, ein für den Plasmaparameter indikatives Sensorsignal auszugeben, wobei das System dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Durchströmregler anhand des Sensorsignals so zu regeln, dass sich ein zu erzielender Plasmaparameter für den jeweils zugeordneten Entladungsraum einstellt.

Gemäß einerweiteren Ausführungsform der Erfindung weist das System pro Entladungsraum genau eine Hochspannungselektrode und nicht mehr als zwei Masseelektroden auf.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das System dazu eingerichtet, ein kapazitiv-gekoppeltes, ein induktiv-gekoppeltes und/oder ein Mikrowelleninduziertes Plasma in dem durch die erste Öffnung zugeführten Volumenstrom des Arbeitsgases zu erzeugen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist jeder Entladungsraum genau zwei Öffnungen auf - die erste und die zweite Öffnung. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und Steuerung eines nicht-thermischen Atmosphärendruckplasmas unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Systems. Dabei weist das Verfahren die folgenden Schritte auf:

- Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes im Entladungsraum,

- Einstellen des Durchströmreglers in einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand, wobei im ersten Zustand kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt wird, so dass im Entladungsraum auch bei erzeugtem elektromagnetischen Feld im Entladungsraum kein Plasma aus dem Entladungsraum austritt, und wobei im zweiten Zustand das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem Entladungsraum zugeführt wird, im Entladungsraum ein Plasma erzeugt wird und das Plasma aus der zweiten Öffnung austritt.

In einer Ausführungsform wird das Plasma reguliert.

Eine Ausführungsform des Verfahrens weist die folgenden Schritte auf: - Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes in jedem Entladungsraum der Vielzahl an

Entladungsräumen,

- Einstellen eines jeden Durchströmreglers der Vielzahl an Durchströmreglern in einen ersten Zustand oder einen zweiten Zustand, wobei im ersten Zustand kein Arbeitsgas von der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt wird, so dass im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen auch bei erzeugtem elektromagnetischen Feld im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen kein Plasma aus dem jeweiligen Entladungsraum austritt, und wobei im zweiten Zustand das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle dem jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt wird, im jeweiligen Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasma erzeugt wird und das Plasma aus der zugeordneten zweiten Öffnung austritt.

In einer Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Volumenstrom des Arbeitsgases, das dem Entladungsraum oder einem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen zugeführt wird, moduliert wird, um eine Modulation des Plasmas zu erzeugen, während ein kontinuierliches elektromagnetisches Feld im Entladungsraum oder dem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen erzeugt wird.

Nach einer Ausführungsform wird ein Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern gesteuert wird, so dass dieser für einen ersten Zeitraum den zweiten Zustand einnimmt und alle anderen Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern so gesteuert sind, dass diese den ersten Zustand einnehmen und nach dem ersten Zeitraum der Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern in den ersten Zustand überführt wird und ein anderer Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern in den zweiten Zustand anschließend an den ersten Zeitraum oder überlappend mit dem ersten Zeitraum überführt wird und diesen für einen zweiten Zeitraum einnimmt, während die restlichen anderen Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern im ersten Zustand verbleiben.

Das bedeutet, dass ein Plasmastrahl aus einem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen austritt, während aus den anderen Entladungsräumen kein Plasmastrahl austritt.

Die Vielzahl der Durchströmregler kann so gesteuert werden, dass unterschiedliche ausgewählte Durchströmregler nacheinander vom jeweiligen ersten Zustand in den jeweiligen zweiten Zustand übergehen. Das bedeutet, dass nacheinander Plasmastrahlen aus unterschiedlichen ausgewählten Entladungsräumen austreten können, wobei insbesondere zur gleichen Zeit nur aus einem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl an Entladungsräumen ein Plasmastrahl austritt.

Gemäß einer Ausführungsform steuert das automatische Kontrollsystem die Vielzahl an Durchströmreglern, so dass jeder Durchströmregler der Vielzahl an Durchströmreglern unabhängig von den anderen Durchströmreglern der Vielzahl an Durchströmreglern in einer ausgewählten Reihenfolge zwischen dem ersten Zustand und dem zweiten Zustand und/oder zwischen dem zweiten Zustand und dem ersten Zustand wechselt.

Jeder Durchströmreglerder Vielzahl an Durchströmreglern kann unabhängig von den anderen Durchströmreglern gesteuert werden. Insbesondere kann jeder Durchströmregler der Vielzahl unabhängig von den übrigen Durchströmreglern so gesteuert werden, dass ein Plasmastrahl aus dem jeweiligen Entladungsraum austritt (zweiter Zustand) oder kein Plasmastrahl austritt (erster Zustand). Das automatische Kontrollsystem kann die Vielzahl der Durchströmregler dabei derart steuern, dass zu jedem Zeitpunkt nur aus einem ausgewählten Entladungsraum der Vielzahl der Entladungsräume ein Plasmajet austritt.

Mittels eines erfindungsgemäßen Systems kann auf einfache Weise ein Plasmastrahl gesteuert werden. Eine Ausführungsform des Systems ist dazu eingerichtet, dass eine Vielzahl an Plasmastrahlen koordiniert gesteuert und/oder geregelt werden. Die elektrische und/oder die elektronische Komplexität des Systems ist vorteilhaft gegenüber einem System des Standes der Technik reduziert. Die Gesamtkomplexität des erfindungsgemäßen Systems ist reduziert. Dies verringert die Produktionskosten eines derartigen Systems und ist somit ökonomisch von Vorteil.

Im Folgenden werden Ausführungsformen sowie Merkmale und Vorteile der Erfindung anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems mit einem Entladungsraum, in dem der Durchströmregler den ersten Zustand einnimmt,

Fig. 2 das System aus Fig. 1 , in dem der Durchströmregler den zweiten Zustand einnimmt,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit

Durchströmregler im zweiten Zustand,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Systems, in dem der Durchströmregler den ersten Zustand einnimmt,

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems, in dem der Durchströmregler im ersten Zustand gezeigt ist,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems, in dem der

Durchströmregler den ersten Zustand einnimmt, Fig. 7a) - 7f) unterschiedliche Ansichten eines Handgerätes eines Systems mit einer Vielzahl an Entladungsräumen,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Ausführungsferm eines erfindungsgemäßen Systems mit drei Entladungsräumen, deren zugeordnete Durchströmregler den ersten Zustand einnehmen,

Fig. 9 eine schematische Darstellung des Systems aus Fig. 8, wobei ein

Durchströmregler den zweiten Zustand einnimmt,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit zwei Entladungsräumen, wobei ein Durchströmregler den ersten Zustand und ein Durchströmregler den zweiten Zustand einnimmt, wobei das System eine Arbeitsgasquelle aufweist,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines Systems mit zwei Entladungsräumen, wobei ein Durchströmregler den ersten Zustand und ein Durchströmregler den zweiten Zustand einnimmt, wobei das System zwei Arbeitsgasquellen aufweist,

Fig. 12 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems mit einer Mischanordnung und zwei Entladungsräumen, wobei ein Durchströmregler den ersten Zustand und ein Durchströmregler den zweiten Zustand einnimmt,

Fig. 13 eine frontale Ansicht eines Systems mit einer Vielzahl an Entladungsräumen, deren zweite Öffnungen einem zentralen Bereich zugewandt sind,

Fig. 14 einen Querschnitt des Systems aus Fig. 13, und

Fig. 15 eine frontale Ansicht eines Systems mit einer Vielzahl an Entladungsräumen, deren zweite Öffnungen einem zentralen Bereich zugewandt sind.

Fiqurenbeschreibunq

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein System 1 zur Erzeugung und Steuerung eines nicht thermischen Atmcsphärendruckplasmas (Plasma) mit einem Entladungsraum 10 und einem Durchströmregler 40, wcbei der Durchströmregler40 einen ersten Zustand (Fig. 1) bzw. einen zweiten Zustand (Fig. 2) einnimmt. In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsferm illustriert, wcbei der Zustand gezeigt ist, in dem sich der Durchströmregler 40 im zweiten Zustand befindet. Die Figuren 4 - 6 zeigen weitere Ausführungsfermen, in denen die jeweiligen Durchströmregler den ersten Zustand einnehmen, sc dass kein Plasmastrahl austritt. Der Entladungsraum 10 weist eine erste Öffnung 12 und eine zweite Öffnung 14 auf. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist der Entladungsraum 10 von einem Dielektrikum 30 begrenzt (Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 3). Das Dielektrikum 30 kann in Form eines Zylindermantels ausgebildet sein.

Der Entladungsraum 10 erstreckt sich entlang einer Längsachse A. In der gezeigten Ausführungsform liegt die erste Öffnung 12 der zweiten Öffnung 14 gegenüber.

Das gezeigte System 1 weist eine Hochspannungselektrode 20 auf, die innerhalb des Entladungsraumes 10 angeordnet ist (Fig. 1 - Fig. 4). Eine Masseelektrode 22 ist außerhalb des Entladungsraumes 10 am Dielektrikum 30 angeordnet, wobei die Masseelektrode 22 nahe der zweiten Öffnung 14 angeordnet ist (Fig. 1 - Fig. 4). Mithilfe der Hochspannungselektrode 20 und der Masseelektrode 22 wird bei angelegter Spannung im Entladungsraum 10 ein elektromagnetisches Feld erzeugt (Fig. 1 - Fig. 4).

In einer Ausführungsform ist die Hochspannungselektrode 20 und die Masseelektrode 22 außerhalb des Entladungsraumes 10 am Dielektrikum 30 angeordnet (Fig. 5).

Das System 1 kann einen Mikrowellengenerator 202 und einen Mikrowellenresonator 200 aufweisen (Fig. 6).

Der Entladungsraum 10 kann mittels eines Leitungselementes 52, insbesondere mittels eines Gasleitungselementes, mit einer Arbeitsgasquelle 50 verbunden sein. Das Leitungselement 52 kann einerseits mit dem Entladungsraum 10 und andererseits mit der Arbeitsgasquelle 50 strömungstechnisch verbunden sein (Fig. 1 , Fig. 2, Fig. 5, Fig. 6). Insbesondere ist das Leitungselement 52 so angeordnet, dass ein Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle 50 durch das Leitungselement 52 durch die erste Öffnung 12 in den Entladungsraum 10 eingeleitet werden kann. In einer Ausführungsform ist die Arbeitsgasquelle 50 mithilfe eines Leitungselementes 52 mit dem Durchströmregler 40 und weiterhin der Durchströmregler 40 mittels eines weiteren Leitungselementes 52 mit dem Entladungsraum 10 verbunden (Fig. 3, Fig. 4).

Mithilfe des Durchströmreglers 40 kann der Arbeitsgasvolumenstrom 60 im Entladungsraum 10 gesteuert werden. Im ersten Zustand ist der Durchströmregler 40 so angeordnet, dass kein Arbeitsgas durch die erste Öffnung 12 in den Entladungsraum 10 gelangt (Figs 1 , 4, 5, 6). Im zweiten Zustand kann Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle 50 durch die erste Öffnung 12 in den Entladungsraum 10 gelangen. Arbeitsgas strömt von der ersten Öffnung 12 durch den Entladungsraum 10 in Richtung der zweiten Öffnung 14 (Fig. 2, Fig. 3). Der Durchströmregler 40 kann ein Piezoventil sein (Fig. 4). Ein in Fig. 5 gezeigtes System 1 weist eine Mischanordnung 54 auf, wobei der Durchströmregler 40 die Mischanordnung 54 aufweist. Weiterhin weist das System 1 eine weitere Gasquelle 51 auf. Die weitere Gasquelle 51 kann mit der Mischanordnung 54 verbunden sein. Die Mischanordnung 54 ist insbesondere dazu eingerichtet, das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle 50 mit einem weiteren Gas aus der weiteren Gasquelle 51 zu mischen, so dass ein Gasgemisch entsteht. Der Durchströmregler ist dazu ausgebildet, dass das entstandene Gasgemisch dem Entladungsraum 10 zugeführt wird.

Bei einem im Entladungsraum 10 erzeugten elektromagnetischen Feld wird ein Plasma 5 im Entladungsraum 10 erzeugt und durch den Arbeitsgasvolumenstrom 60 in Form eines Plasmastrahls 6 durch die zweite Öffnung 14 aus dem Entladungsraum 10 hinausgestoßen (Fig. 2, Fig. 3).

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Durchströmregler 40 mithilfe einer automatischen Steuereinheit 70 gesteuert (Figs 1, 2, 5, 6). Insbesondere ist mithilfe der automatischen Steuereinheit 70 der Zustand des Durchströmreglers 40 einstellbar, d. h. die automatische Steuereinheit 70 steuert den Durchströmregler 40 derart, dass sich dieser im ersten Zustand oder im zweiten Zustand befindet. Somit kann mittels der automatischen Steuereinheit 70 gesteuert werden, ob ein Plasmastrahl aus dem Entladungsraum austritt oder nicht.

Die Figuren 7 - 15 zeigen erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Systems 1 zur Erzeugung und Steuerung eines nicht-thermischen Atmosphärendruckplasmas mit einer Vielzahl an Entladungsräumen.

In Fig. 7 a) - f) ist eine Ausführungsform des Systems 1 in Form eines Handgerätes 120 in unterschiedlichen Perspektiven gezeigt. Das illustrierte Handgerät 120 kann manuell oder robotergestützt bedient werden. Die Figuren 7d) - f) zeigen das Handgerät 120 in einer Frontalansicht (d), einer seitlichen Ansicht (e) sowie einer perspektivischen Ansicht (f). Das gezeigte Handgerät 120 weist ein Gehäuse 122 auf. Das Handgerät weist einen Griff 140 sowie ein Kopfstück 130 auf. Das Kopfstück 130 kann eine Vielzahl an Aussparungen 132 aufweisen.

In den Figuren 7 a) - c) ist eine Anordnung von vier Entladungsräumen 10a, 10b, 10c, 10d in einer Frontalansicht (a), einem Querschnitt (b) sowie einer perspektivischen Ansicht (c) gezeigt.

Die vier zweiten Öffnungen 14a, 14b, 14c, 14d sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Sie weisen in eine gemeinsame Richtung R. Die einzelnen Aussparungen 132 und die zweiten Öffnungen 14a, 14b, 14c, 14d können derart zueinander angeordnet sein, dass ein jeweiliger Plasmastrahl der jeweiligen zweiten Öffnung 14a, 14b, 14c, 14d durch die jeweilige Aussparung 132 austreten kann.

Fig. 8 bis Fig. 12 zeigen Ausführungsformen einen Systems 1 mit einer Vielzahl an Entladungsräumen 10a, 10b, 10c. Jeder der dargestellten Entladungsräume 10a, 10b, 10c weist eine jeweilige erste Öffnung 12a, 12b, 12c und eine jeweilige zweite Öffnung 14a, 14b, 14c auf. In jedem der Entladungsräume 10a, 10b, 10c ist eine Hochspannungselektrode 20a, 20b, 20c angeordnet.

Die Längsachsen Aa, Ab, Ac der jeweiligen Entladungsräume 10a, 10b, 10c können parallel zueinander angeordnet sein (illustriert in Fig. 8).

Die zweiten Öffnungen 14a, 14b, 14c der jeweiligen dargestellten exemplarischen Systeme 1 (Fig. 8 - Fig. 12) sind jeweils in einer gemeinsamen Ebene E angeordnet. Die jeweiligen zweiten Öffnungen 14a, 14b, 14c weisen in die gleiche Richtung R. Insbesondere weisen die Flächennormalen Na, Nb, Nc in die gleiche Richtung R (Fig. 8, Fig. 11). Die Längsachsen Aa, Ab, Ac können sich in Richtung der Flächennormalen Na, Nb, Nc erstrecken.

Die Figuren 8 und 9 zeigen ein System 1 zur Erzeugung und Steuerung eines nicht thermischen Atmosphärendruckplasmas mit drei Entladungsräumen 10a, 10b, 10c. Die Entladungsräume 10a, 10b, 10c sind über entsprechende Leitungselemente 52a, 52b, 52c mit einer gemeinsamen Arbeitsgasquelle 50 verbunden. Das System 1 weist Durchströmregler 40a, 40b, 40c auf, mit deren Hilfe ein Einleiten eines Arbeitsgases aus der Arbeitsgasquelle 50 in einen jeweiligen Entladungsraum 10a, 10b, 10c gesteuert wird.

Das in den Figuren 8 und 9 dargestellt System 1 weist drei Entladungsräume 10a, 10b, 10c auf, deren Durchmesser Da, Db, De der jeweiligen zweiten Öffnungen 14a, 14b, 14c identisch sind (Fig. 8).

Fig. 8 zeigt eine Anordnung des Systems 1, in der alle drei Durchströmregler 40a, 40b, 40c in ihrem ersten Zustand sind. Das bedeutet, dass in keinen der drei Entladungsräume 10a, 10b, 10c Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle 50 durch die jeweilige erste Öffnung 12a, 12b, 12c eingeleitet wird.

In Fig. 9 ist eine Anordnung illustriert, in der sich ein ausgewählter Durchströmregler 40b im zweiten Zustand befindet. Die weiteren beiden Durchströmregler 40a, 40c befinden sich in ihren jeweiligen ersten Zuständen. In dieser Konfiguration wird Arbeitsgas in den ausgewählten Entladungsraum 10b, dessen Gaszufuhr mithilfe des ausgewählten Durchströmreglers 40b gesteuert wird, eingeleitet. Plasma 5 entsteht im ausgewählten Entladungsraum 10b und tritt mithilfe des Arbeitsgasvolumenstroms 60 aus der zugeordneten zweiten Öffnung 14b als Plasmastrahl 6 aus. Die Figuren 10 - 12 zeigen ein System 1 zur Erzeugung und Steuerung eines nicht thermischen Atmosphärendruckplasmas mit zwei Entladungsräumen 10a, 10b, wobei die jeweiligen zugeordneten zweiten Öffnungen 14a, 14b der dargestellten Entladungsräume 10a, 10b unterschiedliche Durchmesser Da, Db aufweisen.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung eines Systems 1 , in der sich ein ausgewählter Durchströmregler 40b im zweiten Zustand befindet, so dass ein Plasmastrahl 6 aus der zweiten Öffnung 14b des entsprechenden Entladungsraumes 10b austritt. Die Durchströmregler 40a, 40b können beide mit einem automatischen Kontrollsystem 72 verbunden sein. Das automatische Kontrollsystem 72 kann beide Durchströmregler 40a, 40b steuern. Insbesondere steuert das automatische Kontrollsystem 72 derart, dass sich ein Durchströmregler 40a, 40b im ersten Zustand oder im zweiten Zustand befindet.

In Fig. 11 ist eine Anordnung illustriert, in der die Entladungsräume 10a, 10b über die jeweiligen Leitungselemente 52a, 52b mit unterschiedlichen Arbeitsgasquellen 50a, 50b verbunden sind. D. h. das System weist eine Vielzahl an Arbeitsgasquellen 50a, 50b auf. Die Durchströmregler 40a, 40b können durch ein gemeinsames automatisches Kontrollsystem 72 gesteuert werden.

Das in Fig. 12 illustrierte System 1 weist neben einer Arbeitsgasquelle 50, die mit beiden Entladungsräumen 10a, 10b verbunden ist, eine weitere Gasquelle 51 auf. Weiterhin weist das gezeigte System 1 eine Mischanordnung 54b auf. Der Durchströmregler 40b kann die Mischanordnung 54b aufweisen.

Die weitere Gasquelle 51 kann mit der Mischanordnung 54b verbunden sein. Mithilfe der Mischanordnung 54b wird das Arbeitsgas aus der Arbeitsgasquelle 50 mit einem weiteren Gas aus der weiteren Gasquelle 51 gemischt. Dieses Gasgemisch wird dem Entladungsraum 10b (durch Steuerung des Durchströmreglers 40b) zugeführt.

In den Figuren 13, 14 und 15 sind beispielhafte Anordnungen des Systems 1 mit einer Vielzahl an Entladungsräume 10 gezeigt, wobei die zweiten Öffnungen 14 der Entladungsräume 10 einem zentralen Bereich Z zugewandt sind. Die Entladungsräume 10 sind mit einer gemeinsamen Arbeitsgasquelle 50 verbunden. Mithilfe von einer Vielzahl an Durchströmreglern 40 wird der Arbeitsgasstrom in jedem der Entladungsräume 10 unabhängig gesteuert.

Die Figuren 13 und 14 zeigen eine Ansicht von vorne (Fig. 13) und einen Querschnitt (Fig. 14) einer beispielhaften Anordnung, bei der die Entladungsräume 10 an einem quaderförmigen Volumen angeordnet sind. Die zweiten Öffnungen 14 sind zum Quader hin ausgerichtet. Die Entladungsräume 10 sind in einer Ausführungsform an vier Flächen des Quaders angeordnet (Fig. 13). An zwei einander gegenüberliegenden Flächen sind keine Entladungsräume 10 angeordnet (Fig. 14). Durch diese entstandenen Eingänge 90, 92 kann ein Objekt 100 dem zentralen Bereich Z entlang einer Bewegungsrichtung B zugeführt werden (Fig. 14).

Fig. 15 stellt eine beispielhafte Anordnung von vorne dar, bei der die Entladungsräume 10 entlang eines Zylindermantels angeordnet sind. Die zweiten Öffnungen 14 weisen in Richtung des zentralen Bereiches Z. Die Entladungsräume 10 können in Umfangsrichtung U äquidistant zueinander angeordnet sein.