CN102389583A - 一种杀菌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于杀菌技术领域，提供了一种杀菌系统，所述杀菌系统包括紫外激光器以及接收所述紫外激光器产生的紫外激光，对周围环境进行扫描并杀菌的扫描装置。本发明接收紫外激光器产生的紫外激光，由该紫外激光对周围环境进行扫描并杀菌，由于激光方向性好，能量集中，随距离增大能量变化非常小，因而可采用小功率的紫外激光器(激光器平均功率低，仅为几到几十毫瓦量级，相比紫外灯几十瓦低几个量级；紫外激光光谱范围窄，相比脉冲强光能耗大为减小)，通过扫描激光光束达到整个大环境或超大环境空间杀菌的目的，从而净化空气。本发明作为杀菌技术一个重要突破，对传播疾病的控制和预防具有重要价值。
Description
技术领域
本发明属于杀菌技术领域，尤其涉及一种杀菌系统。
背景技术
在我们周围的环境中存在着种类繁多、数量庞大的微生物。虽然空气不是微生物栖息的良好环境，但由于气流、灰尘、水沫的流动以及人员的活动等原因，不可避免的有相当数量的微生物存在，特别是在人员比较集中的封闭场所，比如大型交易会馆、口岸旅检大厅、体育馆、火车站、机场等地。而且随着近年来国际国内恐怖形势的严峻性，这些场所也很容易成为恐怖分子进行生物恐怖袭击的目标，因此加强这些场所的微生物的实时在线监测和快速高效处理显得非常重要！
目前，用于环境杀菌的技术主要有表面清洁和喷雾技术、臭氧杀菌技术、高压电脉冲杀菌技术、紫外线杀菌技术和脉冲强光杀菌技术等。表面清洁和喷雾技术是传统而简单技术，清洁仅适用于桌面、地面等实物表面杀菌，对于超大环境中实现喷雾本身很难实现，而且由于喷射距离过远会产生空气中液滴积累而形成下雨，造成地面存积大量喷雾药水，危害大，因此清洁和喷雾技术均不适合超大环境杀菌。臭氧虽然具有很强的杀菌效果，但是，臭氧的强氧化性对人体健康却有危害作用。高压电脉冲杀菌具有杀菌时间短和能耗小的优点，但由于存在高压打火现象，存在安全隐患。脉冲强光杀菌是利用强烈白光闪照的杀菌技术，光谱范围宽，据世界卫生组织考证UV灯在波长253.7nm时杀菌效果最好，因此，脉冲强光杀菌技术能量损耗大。紫外线杀菌技术是目前最广泛采用的杀菌技术，但理论上紫外线杀菌的有效距离不超过2m。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种杀菌系统，旨在解决现有杀菌系统要么能耗大，要么杀菌范围小的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种杀菌系统包括：
紫外激光器；以及
接收所述紫外激光器产生的紫外激光，对周围环境进行扫描并杀菌的扫描装置。
本发明实施例接收紫外激光器产生的紫外激光，由该紫外激光对周围环境进行扫描并杀菌，由于激光方向性好，能量集中，随距离增大能量变化非常小，因而可采用小功率的紫外激光器(激光器平均功率低，仅为几到几十毫瓦量级，相比紫外灯几十瓦低几个量级；紫外激光光谱范围窄，相比脉冲强光能耗大为减小)，通过扫描激光光束达到整个大环境或超大环境空间杀菌的目的，从而净化空气。本发明作为杀菌技术一个重要突破，对传播疾病的控制和预防具有重要价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的杀菌系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例接收紫外激光器产生的紫外激光，由该紫外激光对周围环境进行扫描并杀菌，由于激光方向性好，能量集中，随距离增大能量变化非常小，因而可采用小功率的紫外激光器，通过扫描激光光束达到整个大环境或超大环境空间杀菌的目的，从而净化空气。
本发明实施例提供的杀菌系统包括：
紫外激光器；以及
接收所述紫外激光器产生的紫外激光，对周围环境进行扫描并杀菌的扫描装置。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的杀菌系统包括紫外激光器1以及接收该紫外激光器1产生的紫外激光，对周围环境进行扫描并杀菌的扫描装置2。由于激光方向性好，能量集中，随距离增大能量变化非常小，因而可采用小功率的紫外激光器(紫外激光器平均功率低，仅为几到几十毫瓦量级，相比紫外灯几十瓦低几个量级；紫外激光器产生的紫外激光光谱范围窄，相比脉冲强光能耗大为减小)，通过扫描激光光束达到整个大环境或超大环境空间杀菌的目的，从而净化空气。
通常，紫外激光为调Q脉冲激光。调Q技术使紫外激光器产生高能量的脉冲激光，在极低的平均光功率下，具有极高的脉冲峰值功率，脉冲功率密度较普通紫外灯提高至少108倍，较强光脉冲提高两个数量级以上，杀菌剂量可达105W/cm2，远远超过通常的杀菌剂量30mW/cm2。经过调Q后脉冲重复频率可达KHz甚至更高频率量级，较普通脉冲强光杀菌技术提高了峰值功率和重复频率，即提升了杀菌效果和有效杀菌空间。
在此选用波长为266nm的紫外激光，与世卫组织考证的紫外灯最佳杀菌波长253.7nm接近，因而此波长的紫外激光极有利于杀菌。另外，紫外激光作用于空气产生少量臭氧恰好起杀菌作用。
上述扫描装置2由一对正交振镜21和球面反射镜22构成，其中紫外激光经正交振镜21后投射于球面反射镜22。此处由一控制器3控制该正交振镜21进行横向和纵向扫描，而球面反射镜22增大了光束扫描杀菌区。这样与计算机相连的控制器3使光束在整个杀菌空间实现大立体角度范围随机扫描，随机扫描符合统计规律，且具有极快的扫描速度，因此适用于较短时间内完成超大环境空间扫描。
在本发明实施例中，紫外激光器1与扫描装置2之间设有对紫外激光进行光束整形的整形装置4，以使紫外激光光束的发散角小于2mrad，光斑直径小于2mm。这样紫外激光能量将更集中，杀菌效果更佳。
应当理解，上述激光功率不限于小功率紫外激光，大功率和中小功率激光均可采用。
本发明实施例接收紫外激光器产生的紫外激光，由该紫外激光对周围环境进行扫描并杀菌，由于激光方向性好，能量集中，随距离增大能量变化非常小，因而可采用小功率的紫外激光器(激光器平均功率低，仅为几到几十毫瓦量级，相比紫外灯几十瓦低几个量级；紫外激光光谱范围窄，相比脉冲强光能耗大为减小)，通过扫描激光光束达到整个大环境或超大环境空间杀菌的目的，从而净化空气。同时，由控制器控制扫描装置使紫外激光光束在整个杀菌空间实现大立体角度范围随机扫描，随机扫描符合统计规律，且具有极快的扫描速度，因此适用于较短时间内完成超大环境空间扫描。此外，紫外激光器采用调Q技术，这样能够产生高能量的紫外脉冲激光，在极低的平均光功率下，具有极高的脉冲峰值功率，经过调Q后脉冲重复频率可达KHz甚至更高频率量级，较普通脉冲强光杀菌技术提高了峰值功率和重复频率，即提升了杀菌效果和有效杀菌空间。本发明作为杀菌技术一个重要突破，对传播疾病的控制和预防具有重要价值。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种杀菌系统，其特征在于，所述系统包括：
紫外激光器；以及
接收所述紫外激光器产生的紫外激光，对周围环境进行扫描并杀菌的扫描装置。
2.如权利要求1所述的杀菌系统，其特征在于，所述紫外激光为调Q脉冲激光。
3.如权利要求1或2所述的杀菌系统，其特征在于，所述紫外激光的波长为266nm。
4.如权利要求3所述的杀菌系统，其特征在于，所述扫描装置由一对正交振镜和球面反射镜构成，所述紫外激光经所述正交振镜后投射于所述球面反射镜。
5.如权利要求4所述的杀菌系统，其特征在于，所述正交振镜在一与计算机相连的控制器控制下进行横向和纵向扫描，以形成符合统计规律的随机扫描。
6.如权利要求3所述的杀菌系统，其特征在于，所述紫外激光器与所述扫描装置之间设有对所述紫外激光进行光束整形的整形装置，以使所述紫外激光光束的发散角小于2mrad，光斑直径小于2mm。
7.如权利要求4或5所述的杀菌系统，其特征在于，所述紫外激光器与所述扫描装置之间设有对所述紫外激光进行光束整形的整形装置，以使所述紫外激光光束的发散角小于2mrad，光斑直径小于2mm。
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