CN104368020B - 紫外激光灭菌系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种紫外激光灭菌系统,主要包括有一紫外激光模组,以及一扫描模组,以制成一灭菌扫描仪；该紫外激光模组发出一紫外激光,其中该紫外激光的波长介于200纳米～280纳米之间；扫描模组包括多个接收该紫外激光的反射镜,以及一控制各反射镜转动以调整该紫外激光出射角的控制器,以进行目标物上的灭菌动作；由此,结合激光的准直性优点以及UV‑C的杀菌消毒效果,以有效、简单的方式达到节省人力与时间的成本,并且快速而无死角的全面性辐射杀菌与消毒的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种紫外激光灭菌系统,尤其涉及一种具备紫外激光的扫描仪,主要结合激光的准直性优点以及紫外线-C(Ultraviolet-C,简称UV-C)的杀菌消毒效果,有效达到简单方便、快速无死角的全面性杀菌消毒作用的紫外激光灭菌系统。
背景技术
在日常生活环境中到处存在微生物的踪影,诸如空气、器皿,以及双手等,微生物可说是无所不在,然而,特别是在临床医学或是实验室中进行微生物实验操作时,所有必须使用到的器具都应该保持在无菌状态下,才不会影响实验的进行及其结果的呈现,因此,灭菌技术就是在不改变物质的本质下,以物理或化学方式消灭所有微生物,包括能杀死所有的细菌繁殖体、芽孢、病毒,以及霉菌等,而达到无菌的过程,因此,灭菌技术以能够有效地杀死杂菌为原则,用来控制或抑制特定的微生物生长为其最终的目的。
现今的灭菌消毒技术可根据使用的方式区分为接触式和非接触式两种,其中,接触式的灭菌技术包括有酒精消毒法与加氯消毒法等,酒精消毒法利用介于70％～75％浓度的酒精或是消毒棉片直接在欲消毒的目标物上擦拭,由于酒精能够渗透微生物的细胞膜而与内部的细胞质产生作用的特性,使细胞质完全凝固而丧失代谢功能,以达到灭菌消毒的功效,现今的大众交通运输工具、餐厅,以及公共场所等,仍然使用传统的酒精消毒法进行灭菌消毒的工作,此方法虽然可以明确达到快速消毒杀菌的效果,且不会有色素沉着于目标物上,但必定会有死角或是消毒杀菌不完全的状况发生,而且酒精容易因挥发改变其浓度而造成消毒效果降低,再者,酒精消毒法也有耗费大量时间与人力成本的缺点；另外,加氯消毒法也是目前社会中普遍采用的方法之一,然而,近年来的研究报告显示,加氯消毒容易使水中的氯与有机物反应后生成对人体有害的致癌物质,而且氯化合物在使用过程亦容易对使用人员造成伤害,再者,余氯对设备器材的表面也会造成腐蚀和损坏等现象。
非接触式的灭菌技术包括臭氧杀菌法与紫外线-C(UV-C)杀菌法两种；臭氧是一种具有高效率、快速、安全且无二次污染的杀菌剂,在常温常压下呈现淡蓝色的气体,伴有一种自然清新的味道,可以消灭细菌芽孢、病毒和真菌等,并可破坏肉感菌毒素、镰刀菌、冰岛青霉菌、黑色变种芽孢、自然菌,以及淋球菌等,亦可杀死甲、乙肝病等传染病毒,然而,臭氧设备因为设计复杂,因此有成本价格昂贵等缺点；UV-C杀菌消毒法则是目前最安全也是最可靠的灭菌消毒方式,其有快速、完全、无二次污染且危害性最低的优点,UV-C目前已经被社会广泛的运用,例如将紫外光灯管应用在医学用途上,是针对传染性病毒消毒与杀菌的最好方法,紫外光灯管对照射角度的面积区域进行杀菌与消毒的动作,然而,由于紫外光灯管照射的角度面积有限,容易导致紫外光的光度不均匀,因而产生消毒杀菌不完全的问题,再者,由于紫外光灯管照幅强度衰退的问题从未被使用者所重视,绝大部分的使用者认为只要紫外光灯管一直亮着,就一定会具有消毒杀菌的功效,而对于紫外光灯管的优劣判定,都是以一般日光灯的使用方法来评估,皆以目视其可见灯管光芒的强弱,以及可见光芒的游离度来判定好坏,当继续使用不具有消毒杀菌能力的灯管,当然也就无法有效而彻底地对目标物消毒与杀菌,若加以使用误认为已完成消毒杀菌的目标物,容易导致感染与中毒等致病结果发生,而且也无法真正有效达到杀菌的功效,尤其紫外光灯管属于发散的光源,必须禁止使用人员进入该光照的区域,以免因长期曝晒在紫外光下而产生皮肤老化或癌化等病变；鉴于上述灭菌消毒技术的种种缺陷,使得欲达到高效率的消毒杀菌结果,以及利用最简单的方式来节省人力、时间等成本,以达到全面消毒杀菌的效果,仍是系统开发者与研究人员需持续努力克服与解决的课题。
发明内容
鉴于上述使用于杀菌消毒功能的紫外光灯管照射技术因存在光度不均匀与照射剂量不易控制而导致杀菌效能不明显等诸多缺陷,于是发明人凭借其丰富的专业知识及多年的实务经验,加以改善现在技术,并据此研创出本发明。
本发明主要目的是提供一种紫外激光灭菌系统,尤其提供一种具备紫外激光的扫描仪,主要结合激光的准直性优点与UV-C的杀菌消毒效果,加上具有检测空气中臭氧浓度含量的臭氧检测模组,有效调整紫外激光的功率大小及在目标物上的照射时间,达到简单方便、快速无死角的全面性杀菌消毒作用。
为了达到上述实施目的,本发明人提出一种紫外激光灭菌系统,其包括有一紫外激光模组,以及一扫描模组；紫外激光模组发出一紫外激光,其中该紫外激光的波长介于200纳米～280纳米之间；扫描模组包括有多个接收该紫外激光的反射镜,以及一控制各反射镜转动以调整该紫外激光出射角的控制器,以进行目标物上的灭菌动作；因此,使用者可凭借紫外激光扫描仪的设计,利用最简单的方式来节省人力与时间成本,以达到全面消毒杀菌的效果；此外,由于本发明利用激光的准直性优点与UV-C的杀菌消毒效果,以达到完全杀菌消毒的功效；再者,本发明由内设的反射镜组调整激光的出射角度,以形成一移动式的灭菌系统,也可有效达到灭菌无死角的优点。
在本发明的一个实施例中,其中该紫外激光的波长为266纳米。
在本发明的一个实施例中,其中该紫外激光具有1～4mm2的照射面积与5KW峰值功率(Peak Power)的光强度。
在本发明的一个实施例中,其中该紫外激光灭菌系统可进一步设有一与该控制器电连接的臭氧检测模组,该臭氧检测模组用以检测环境中臭氧浓度的含量,并将该臭氧浓度含量转换成一电信号,再以电性方式传送至该控制器,该控制器根据该电信号调整该紫外激光的功率大小及在该目标物上的照射时间。
综上所述，本发明提供一种紫外激光灭菌系统,结合激光的准直性优点与UV-C的杀菌消毒功效,加上具有检测空气中臭氧浓度含量的臭氧检测模组,能够有效调整紫外激光的功率大小及在目标物上的照射时间,克服现在技术中紫外光灯管光度不均匀与剂量不稳定的缺点,达到简单方便、维护费用低、无污染、快速、无死角的全面性杀菌消毒的效果；通过多个反射镜调整紫外激光的出射角度,可形成移动式灭菌系统,有效达到灭菌无死角的优点。
附图说明
图1:本发明较佳实施例的系统配置方块图。
符号说明：
(1) 紫外激光模组 (11) 紫外激光
(2) 扫描模组 (21) 反射镜
(22) 控制器 (3) 臭氧检测模组
(4) 目标物
具体实施方式
本发明的目的及其结构设计功能上的优点,将依据以下所示的较佳实施例予以说明,以使审查员能对本发明有更深入且具体的了解。
首先,为了更好地了解本发明,将简要地说明激光的准直性与UV-C杀菌的基本概念；首先,激光由其英文名Light Amplification by Simulated Emission of Radiation取字首缩写而成Laser,激光由激励系统提供能量给活性工作介质以放大产生光子,这些光子可在激光共振腔内来回振荡数十次至数百次,最后穿出激光共振腔,以形成激光光束,其中光束前进的方向若稍有不平行,即可能消失在激光共振腔内,可经过系统的微调再度获得该激光光束,因此,激光光束具有很好的方向性以及光束准直性,本发明即利用激光的准直性优点,以及精确剂量控制的单点快速扫描方式,有效达到目标物的完全杀菌与消毒的功效；再者，UV-C即是光波长为253.7纳米的紫外光线,即一般俗称为杀菌光,对于危害人体的细菌、病毒,以及微生物等,有极大的摧毁作用,其杀菌原理是细菌与病毒等单细胞微生物,经过UV-C的照射,直接破坏其生命中枢的去氧核醣核酸(Deoxyribonucleic acid,DNA)以及核醣核酸(Ribonucleic acid,RNA)等结构,使得构成该微生物体的蛋白质无法形成,可使其立即死亡或丧失繁殖的能力,一般目标物经过UV-C照射1～2秒钟就可达到灭菌的良好效果,一般臭氧消毒法和加氯消毒法则需要几分钟以上的时间,因此,UV-C消毒法已被证实是具有快速、无污染、操作简便,以及维护费用低等诸多优点的消毒杀菌技术；接着，请参阅图1,图1为本发明紫外激光灭菌系统的一较佳实施例的系统配置方块图，包括：
一紫外激光模组1,其发出一紫外激光11,其中紫外激光11的波长介于200纳米～280纳米之间；以及
一扫描模组2,其包括有多个接收紫外激光11的反射镜21,以及一控制各反射镜21转动以调整紫外激光11出射角的控制器22,以进行目标物4上的灭菌动作。
此外,紫外激光11的波长较佳为266纳米,主要具有1～4mm2的照射面积与5KW峰值功率的光强度。
再者,该系统可进一步设有一与控制器22电连接的臭氧检测模组3,臭氧检测模组3将环境中臭氧浓度的信号传送至控制器22,控制器22根据该信号调整紫外激光11的功率大小及在目标物4上的照射时间。
上述的紫外激光灭菌系统在结构组装时,紫外激光模组1搭配由多个反射镜21与控制器22组合而成的扫描模组2,再加上用以检测空气中臭氧浓度的臭氧检测模组3,以制作成一个具有扫描仪结构的紫外激光灭菌系统,其可由内设的反射镜21调整紫外激光11的出射角度,形成一可移动式的灭菌系统,避免杀菌不完全的问题，而有效达到灭菌无死角的优点,对目标物4达成快速且有效的杀菌消毒效果。
上述的紫外激光灭菌系统在实际实施时,当使用者有消毒杀菌的需求时,可使用具有本发明的紫外激光灭菌系统的扫描仪进行目标物4的灭菌行为,当启动扫描仪的电源时,紫外激光模组1会发出一道紫外激光11,其波长介于280纳米～200纳米之间,紫外激光11经由内设于扫描模组2的反射镜21反射后,可由该扫描仪的出口射出,使用者只须将射出的紫外激光11对准欲消毒灭菌的目标物4,即可进行灭菌动作；此外,使用者也可根据灭菌的需求,使用内设于扫描模组2的控制器22控制反射镜21的转动角度,以调整紫外激光11的出射角,有效控制激光扫描的位置与出射的剂量,充分达到快速且无死角的灭菌效果；再者,本发明的紫外激光灭菌系统也可进一步设有一臭氧检测模组3,此设计概念利用氧原子的氧化作用而形成臭氧以渗透到细菌或病毒中,使其变成酵素,而RNA、溶霉菌等物质会被分解,DNA则于受损后被击溃,可有效达到灭菌的效果,臭氧检测模组3可检测空气中的臭氧浓度含量,并将检测到的浓度含量转换成一电信号,再以电性方式传递至控制器22,控制器22会依照接收到的电信号大小调整紫外激光11的出射功率及在目标物4上的照射时间,也可有效达到目标物4的全面消毒杀菌的效果。
由上述的实施说明可知,本发明紫外激光灭菌系统与现有技术相比,本发明具有以下优点：
1.本发明紫外激光灭菌系统由激光的准直性与单点快速扫描方式,加上可精确控制的激光强度,解决紫外光灯管光度不均匀与剂量不稳定的缺点,有效达到完全杀菌消毒的功效。
2.本发明紫外激光灭菌系统利用紫外线-C的杀菌消毒功能,可有效破坏危害人体的细菌、病毒,以及微生物等的生命结构,使其立即死亡或丧失繁殖能力,达到消毒灭菌的功效。
3.本发明紫外激光灭菌系统由内设的多个反射镜调整紫外激光的出射角度,可形成一移动式灭菌系统,有效达到灭菌无死角的优点。
4.本发明紫外激光灭菌系统由外加的臭氧检测模组检测空气中臭氧浓度含量,可用以调整紫外激光的功率大小以及照射欲杀菌的目标物上的时间,达到快速且有效率的灭菌功效。
综上所述,本发明的紫外激光灭菌系统,的确能利用上述所揭露的实施例,达到所预期的使用功效,且本发明也未曾公开于申请日之前,完全符合专利法的规定与要求。依法提出发明专利申请,恳请惠予审查,并赐准专利,则实感德便。
上述所披露的图示及说明,仅为本发明的较佳实施例,并不是为了限定本发明的保护范围；凡熟悉该项技术的本领域技术人员,其依据本发明的特征范畴,所作的其它等效变化或修饰,皆应视为不脱离本发明的设计范畴。
Claims (4)
1.一种紫外激光灭菌系统,其特征在于，至少包括：
一紫外激光模组,其发出一紫外激光,其中该紫外激光的波长介于200纳米～280纳米；
一扫描模组，其包括有多个接收该紫外激光的反射镜,以及一控制所述反射镜转动以调整该紫外激光出射角的控制器,以进行目标物上的灭菌动作；以及
一臭氧检测模组，与该控制器电连接,该臭氧检测模组将环境中臭氧浓度的信号传送至该控制器,该控制器根据该信号调整该紫外激光的功率大小及在该目标物上的照射时间。
2.如权利要求1所述的紫外激光灭菌系统,其特征在于，该紫外激光的波长为266纳米。
3.如权利要求1所述的紫外激光灭菌系统,其特征在于，该紫外激光具有1～4mm2的照射面积与5KW峰值功率的光强度。
4.如权利要求2所述的紫外激光灭菌系统,其特征在于，该紫外激光具有1～4mm2的照射面积与5KW峰值功率的光强度。
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