CH716244B1 - Vorrichtung zur Beseitigung von unangenehmen Gerüchen und zur Desinfektion mittels modulierte gepulste UV Halbleiterstrahler, mit integrierter Schutzvorrichtung für die Augen vor direkter UV-Strahlung. - Google Patents
Vorrichtung zur Beseitigung von unangenehmen Gerüchen und zur Desinfektion mittels modulierte gepulste UV Halbleiterstrahler, mit integrierter Schutzvorrichtung für die Augen vor direkter UV-Strahlung. Download PDFInfo
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Abstract
Die UV-Leuchtdiode (1) wird mit den im Mikroprozessor (3) erzeugten gepulste Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen, moduliert. Über das Lichtfenster (22), das an der Frontseite des mobilen Gerätes (34) angebracht ist, gelangt die von der UV-Leuchtdiode (1) emittierte modulierte UV- Lichtenergie (20), zur Aussenwelt. Dadurch kann mit einem UV-Halbleiterstrahler die Desinfektion und Geruchsneutralisation innerhalb einer kurzen Bestrahlungszeit erreicht werden. Zudem wird während der UV-Emission der Näherungssensor (6) aktiviert, so dass die Emission der UV-Leuchtdiode unterbrochen wird und somit eine ungewollte direkte Einstrahlung von UV-Licht in die Augen von Menschen und Tieren verhindert wird.
Description
[0001] Vorrichtung zu Beseitigung von unangenehmen Gerüchen und zur Desinfektion mittels modulierte gepulste UV Halbleiterstrahler, mit integrierter Schutzvorrichtung für die Augen vor direkter UV-Strahlung.
Stand der Technik
[0002] Unangenehme Gerüche begegnen uns überall im Alltag. Zum Beispiel Skatol, das aus den Fäkalien vom Menschen in Toiletten entsteht. In den meisten Fällen wird zur Neutralisierung dieser Gerüche chemische Mittel verwendet, die in vielen Fällen schädliche Stoffe enthalten, die auch Allergien, Kopfweh und auch Krankheiten auslösen können. Ozon erzeugende Ionisatoren, sowie Quecksilberdampflampen, die im Dauerbetrieb in den Leistungsklassen zwischen 50 Watt und 1000 Watt arbeiten, können für Menschen schädliche Auswirkungen durch Exposition der Augen und der Hautoberfläche sowie der Atmungsorgane verursachen. Zudem sind diese Anlagen unrentabel und stellen eine grosse Belastung für die Umwelt dar. Leuchtdioden, die im spektralen Bereich von 280nm arbeiten, weisen eine zu geringe Abstrahlleistung auf, um Gerüche zu neutralisieren sowie krankheitserregende Keime abzutöten. Zudem besitzen sie eine kurze Lebensdauer.
[0003] Alle diese Vorrichtungen besitzen keine Schutzvorrichtung, um Augen vor direkten UV-Strahlungen zu schützen und schlechte Gerüche zu neutralisieren.
Beschreibung
[0004] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für die Desinfektion und Geruchsneutralisation, die eine Schutzvorrichtung aufweist, um die Augen vor direkten UV-Strahlungen zu schützen.
[0005] Modulierte gepulste UV-Strahlung, die in der Leistungsklasse von 1 bis 500 Milliwatt liegt, emittiert mit zwei oder mehreren Oszillatoren, die Pulse mit verschiedenen Frequenzen erzeugen, die eine Ultraviolett Leuchtdiode ansteuern um gepulste ionisierende UV-Emission zu erhalten, die die Wechselwirkung der elektrischen Ladungen der Umgebungsluft anregen um Moleküle zu erhalten, die Abbauprozesse einleiten, die unangenehme Gerüche beseitigen oder neutralisieren.
[0006] Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Vorrichtung in Form von einem mobilen oder stationären Gerät herzustellen, das einen UV-Halbleiterstrahler enthält, im Versuchsmuster wird eine UV-Leuchtdiode verwendet, die UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von 385 bis 400 nm und mit einer Strahlungsleistung von 8 mW bis 160 mW emittiert, die so gesteuert und geschaltet wird, dass sie mit gepulsten Nadelimpulsmodulierten elektromagnetische Sinuswellen angesteuert und moduliert wird. Dadurch können Bestrahlungszeiten für die Desinfektion drastisch gesenkt werden, indem Bakterien innerhalb von 30 Sekunden bis 60 Sekunden getötet und Viren innerhalb 30 Sekunden bis 3 Minuten inaktiviert werden. Zudem können in anderen biologische Modifikationen, beispielsweise zur Bildung des antirachitischen Cholecalciferol (Vitamin D3) in der Haut, vorbeugende Behandlungen gegen Krebs und Hautkrebs, Desinfektion von Wunden und Entkeimung von Luft, Wasser und Oberflächen sowie das Neutralisieren von unangenehmen Gerüche, Applikationen innerhalb von 30 Sekunden bis 3 Minuten durchgeführt werden. Da die von der UV-Leuchtdiode abgestrahlte UV-Energie eine geringe Strahlungsleistung besitzt, und die Applikationen in kurzer Zeit durchgeführt werden, können sich Menschen ohne UV-Schutzvorkehrung im Strahlungsbereich aufhalten.
[0007] Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher definiert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<SEP>ein Blockschema, um die erfindungsgemässen Funktionsabläufe näher zu beschreiben.
<tb>Fig. 2<SEP>eine perspektivische Ansicht vom Mobilgerät mit der Anordnung der wesentlichen Bauteile.
<tb>Fig. 3<SEP>das grafische Aufbereitungsmodel für die Erzeugung von gepulsten Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen.
<tb>Fig. 4<SEP>zeigt die Darstellung der Einwirkung der mit gepulsten Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen modulierten UV-Strahlung auf Viren und Bakterien.
<tb>Fig. 5<SEP>eine perspektivische Ansicht vom Mobilgerät das mit einem Display versehen ist.
<tb>Fig. 6<SEP>zeigt eine perspektivische Ansicht vom stationären Gerät.
<tb>Fig. 7<SEP>zeigt eine perspektivische Ansicht vom stationären Gerät, das mit einem Display versehen ist.
[0008] Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird als Mobil- oder stationäres Gerät ausgeführt, das im Wesentlichen mit einem Mikroprozessor oder Mikrokontroller (3) und einem mit gepulsten Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen modulierten, ultraviolett Halbleiterstrahler (1), bestückt ist, der ultraviolett Strahlung (20) durch das Lichtfenster (22) emittiert.
[0009] Fig.1 Das Betriebsprogramm des Mikroprozessors oder Mikrokontrollers (3) liefert die erforderlichen Parameter für die Befehlssätze, um im Synthesizer Chip (3.1) verschiedene Sinuswellen (21), im Versuchsmuster zwischen 80 Hz und 240 Hz, zu erzeugen. Diese werden in den Chips (3.3) und (3.4) mit den Nadelimpulsen (22), die von den Chips (3.3) und (3,5) erzeugt werden, moduliert und im Chip (3.6) überlagert (23). Über den Schaltverstärker Chip (3.7) gelangen die Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen zur Treiberstufe (2) die den UV-Halbleiterstrahler (1), im Versuchsmuster eine UV-Leuchtdiode, ansteuert und moduliert. Im Chip (3.10) werden Rechteckimpulse (25) erzeugt, im Versuchsmuster mit einer Impulsfolgefrequenz von 18 Hz, wobei die Periodendauer 10ms und die Impulsdauer 1ms beträgt. Diese Pulse werden für die Pulsweitenmodulation verwendet, indem die Betriebsspannung der UV-Leuchtdiode, die vom Strom- und Spannungsstabilisator (9) stammt, über den Modulator (4) gepulst wird. Durch diese Modulationsarten entsteht zur Grundfrequenz der UV-Leuchtdiode, ein Modulationsmuster aus verschiedenen gepulsten Nadelimpulsmodulierte Sinuswellen (24) mit unterschiedlichen Frequenzen, um die verschiedenen Eigenfrequenzen der Kapside oder Membranen bei Viren und die Zellwände bei Bakterien anzuregen. Die UV- Fotodiode (1.1) dient dazu, den Strom, beziehungsweise die optische Leistung von der UV-Leuchtdiode durch den Regler (5) zu steuern, um den physikalischen Wirkungsgrad beim jeweiligen Zustand der UV-Leuchtdiode zu optimieren. Mittels der Eingabetaste (7) wird die UV-Emission gestartet, die nach der programmierten Zeit, im Versuchsmuster nach Ablauf von 45 Sekunden ausgeschaltet wird. Zudem wird während der UV-Emission der Näherungssensor (6) aktiviert, im Versuchsmuster wurde ein kapazitiver Sensor verwendet, der ein Mensch oder ein Tier im Nahbereich von zirka 40 cm detektiert. Ist dies der Fall, wird über den Signalverstärker-Chip (3.8) der Schaltverstärker-Chip (3.7) auf Nullpotential gebracht, so dass die Emission der UV-Leuchtdiode unterbrochen wird und somit eine ungewollte direkte Einstrahlung von UV-Licht in die Augen von Menschen und Tiere verhindert wird. Zusätzlich kann mit der Eingabetaste (4) der Näherungssensor (6) ausgeschaltet werden, wenn die Anwendung im Nahbereich dies erfordert, zum Beispiel für die Wunddesinfektion. Bei diesem Betriebsmodus wird ein Intervallton vom Schallgeber (15) gesendet, der den Anwender auf die ausgeschaltete Augenschutz Funktion aufmerksam macht. Der Ladekontroller (8) erzeugt die Ladespannung und kontrolliert über den Prozessor den Ladevorgang für die wieder aufladbare Batterie (12), zugleich wird über den Kontroller (8) die Batteriespannung überwacht. Unterschreitet die Batteriespannung einen programmierten Sollwert, blinkt die Leuchtdiode (11). Die Fremdspannung für das Laden der Batterie wird über die USB-Buchse (13) dem Modul (8) zugeführt. Dies ermöglicht das Laden der Batterie über ein USB Kabel, das an einem PC, Notebook oder an einem Stecknetzteil angeschlossen wird. Die Leuchtdiode (14) übernimmt die Ladekontrollanzeige.
[0010] Fig.4 Werden Mikroorganismen mit UV-Strahlen, die mit gepulsten Nadelimpulsmodulierte Sinuswellen (24) moduliert sind, bestrahlt, so wird bei einem Virus (27), das Kapsid (26) oder die Membrane (26) auf die Eigenfrequenz angeregt. Bei Bakterien (30) wird die Zellwand (31) und die Cytoplasmamembran (32) auf die Eigenfrequenz angeregt. Durch die geringe Dämpfungscharakteristik wird die Schwingungsamplitude der Eigenfrequenz durch die Resonanzüberhöhung auf das Maxima (25) gebracht, so dass das Kapsid (26) oder die Membrane (26) innerhalb einer Bestrahlungszeit von 40 Sekunden bis 3 Minuten zerstört wird. Bei Bakterien (30) wird die Zellwand (31) und die Cytoplasmamembran (32) innerhalb einer Bestrahlungszeit von 30 Sekunden bis 90 Sekunden zerstört. Bei diesem Vorgang muss die Frequenz der UV-Strahlen (28) nicht äquivalent der Grösse des Virus, die zwischen 10 nm und 260 nm liegt, entsprechen, sondern kann auf die nahe Peripherie des Virus oder der Bakterie, die eine Ausdehnung bis 400 nm aufweist, ausgerichtet werden. Im Versuchsmuster weist die UV-Leuchtdiode (1) eine Emissionsfrequenz von 385 nm, mit einer UV-Strahlungsenergie von 8 mW bis 160mW auf.
[0011] Fig.5 Für die medizinische Anwendung beispielsweise zur Bildung des antirachitischen Cholecalciferol (Vitamin D3) in der Haut, vorbeugende Behandlungen gegen Hautkrebs, Desinfektion von Wunden in und auf der Epidermis , werden die Distanzwerte zwischen UV-Halbleiterstrahler (1), beispielsweise eine UV-Laserdiode, und dem zu bestrahlenden Objekt oder Oberflächenausschnitt, sowie die Zeitwerte der Bestrahlungsdauer mit der Eingabetaste (7) programmiert. Diese Werte werden über das Display 10 angezeigt.
[0012] Fig.6 Für die Entkeimung von Räumen, beispielsweise Operationssäle, in Kliniken, Küchen, Nassräume und Toiletten, wird im stationären Gerät (35) ein Bewegungssensor (19) integriert, der die UV-Emission von der UV-Leuchtdiode (1) einschaltet, sobald sich Menschen im Detektionsbereich aufhalten. Dadurch wird zusätzlich eine Übertragung von Krankheiten durch pathogene Organismen unterbunden.
[0013] Befinden sich keine Menschen mehr im Raum, wird die Emission der UV-Leuchtdiode (1) nach 5 Minuten ausgeschaltet.
[0014] Fig.7 Für punktgenaue Bestrahlung, beispielweise bei chirurgischen Eingriffe, werden die mit gepulsten Nadelimpulsmodulierte Sinuswellen modulierte UV-Strahlen, die im Versuchsmuster von einer UV-Laserdiode (1) stammen, über das Glasfaserkabel (36) und dem Strahlkopf (37) der zu bestrahlender Stelle zugeführt. Mit den Programmtasten (7) kann die Bestrahlungszeit und die Strahlungsleistung sowie die Sinuswellen- und Nadelpulsfrequenzen manuell eingegeben werden. Diese Werte werden über das Display (10) angezeigt.
Claims (6)
1. Vorrichtung für die Desinfektion und Geruchsneutralisation mit integriertem Augenschutz gegen direkte UV-Strahlen, dadurch gekennzeichnet dass ein UV-Halbleiterstrahler, der mit gepulsten Nadelimpulsmodulierten Sinuswellen, die vom integrierten Mikroprozessor stammen, angesteuert und moduliert wird, um mit einer minimaler Bestrahlungszeit Viren zu inaktivieren und Mikroorganismen wie Bakterien zu zerstören, wobei mit einem Näherungssensor, der die Bestrahlungszeit unterbricht, die Augen vor direkten UV-Strahlungen geschützt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Eingabetaste (4) aufweist, um die UV-Emissionszeit von Hand einzugeben, wobei dieser Zeitwert in einem Display ersichtlich wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Abstandssensor (6) aufweist, um die Entfernung zwischen der UV-Diode und einem zu bestrahlenden Objekt oder Fläche zu gemessen, wobei diese Werte in einem Display (10) ersichtlich sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als stationäres Gerät ausgebildet ist, das einen Tageslichtsensor (19) aufweist, der einen Schaltverstärker (18) aufweist, um die Leuchtdiode (17) bei Dämmerung und Dunkelheit aus- und einzuschalten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als stationäres Gerät in Form eines Modus ausgebildet ist, das beispielsweise in Getränkeautomaten und Kaffeemaschinen eingebaut wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung als stationäres Gerät ausgebildet und für die Händedesinfektion eingesetzt wird, indem das Gehäuse so ausgebildet ist, dass durch eine Öffnung beide Hände bequem eingeführt werden können.
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