CN105797190A - 一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统；其中，该空气杀菌器包括：空气流通管，所述空气流通管上设置有空气流入口和空气流出口，所述空气流通管内设置有空气杀菌装置，所述空气杀菌装置包括：超声波发生元件和激光发生元件；空气从所述空气流入口流入，经过所述杀菌装置的杀菌作用后，从所述空气流出口流出。本申请充分使用了超声波和激光相结合产生的新的声光特性，对空气进行高效杀菌。

Description

一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统

技术领域

本发明涉及空气过滤杀菌技术领域，具体而言，涉及一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统。

背景技术

目前，现有的灭菌方式通常采用高温加热、化学试剂、紫外线等方法。但是，高温加热的方式并不适合在近距离贴合人体的场合使用；采用化学试剂杀菌的方式容易引起有害物质残留，污染环境，存在毒副作用；而紫外线杀菌又具有杀菌效力有限、杀菌作用不彻底、存在死角等缺点。并且上述的杀菌方式均不适应用于对空气进行灭菌，目前也没有一种能够有效对空气进行杀菌的方法或者装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统，能够实现有效地对空气进行杀菌。

第一方面，本发明实施例提供了一种空气杀菌器，包括：空气流通管，所述空气流通管上设置有空气流入口和空气流出口，所述空气流通管内设置有空气杀菌装置，所述空气杀菌装置包括：超声波发生元件和激光发生元件；

空气从所述空气流入口流入，经过所述杀菌装置的杀菌作用后，从所述空气流出口流出。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述空气流通管内还设置有空气过滤装置，所述空气过滤装置包括：一级过滤层和二级过滤层，所述一级过滤层位于空气流入口处，所述二级过滤层位于空气流出口处。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述超声波发生元件包括：单片机、多个反相器和超声波发射换能器，所述单片机控制输出方波信号，所述方波信号经过所述多个反相器处理以后输入到所述超声换能器的输入端，由所述超声波换能器产生并输出超声波。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述激光发生元件包括：激光电源、脉冲氙灯、起辉电路和预燃回路，所述激光电源为所述脉冲氙灯提供泵浦能量，所述脉冲氙灯在所述起辉电路和所述预燃回路的作用下产生激光。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述起辉电路包括：脉冲变压器，所述脉冲变压器的其中一个线圈回路中连接有脉冲氙灯，所述脉冲变压器的另外一个线圈回路中连接有电容和可控硅。

第二方面，本发明实施例还提供一种医用防护服，所述医用防护服内设置有上述任意一种实施方式中所述的空气杀菌器。

第三方面，本发明实施例还提供一种医用个人防护系统，包括：医用头盔和第二方面所述的医用防护服，所述医用头盔和所述医用防护服进行配合将人体覆盖住，进而对医护人员进行隔离防护；

其中，所述医用头盔包括：头盔本体和透明面罩，所述透明面罩安装于头盔本体前端，所述透明面罩外侧设置有多层可撕掉的透明薄膜，所述头盔本体外侧放置有一次性无菌织布外罩；

所述头盔本体上设置有通风装置，所述通风装置包括风扇和导风管，所述风扇的出风口位于所述头盔本体内侧，所述出风口流出的空气通过导风管导入至防护服内，空气进入到防护服后通过所述空气杀菌器进行过滤和杀菌工作，所述出风口处设置有空气过滤元件和调温元件；

所述头盔本体前端还设置有电子麦克和摄像头装置，所述电子麦克用于医护人员之间的交流，所述摄像头装置用于对整个医护人员的手术过程进行拍摄和记录。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述头盔本体上还设置有通信装置，所述通信装置用于实时将所述电子麦克和摄像头装置采集到的数据传输至外部设备，还用于实时接收外部设备所发送过来的数据。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述头盔本体上还设置有灯光照明装置，所述灯光照明装置用于在手术过程成中进行照明。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述调温元件包括：半导体制冷片和调温开关，通过调节所述调温开关实现所述半导体制冷片的制冷或者制热功能的切换。

本发明实施例提供了一种空气杀菌器，该空气杀菌器包括：空气流通管，该空气流通管上设置有空气流入口和空气流出口，空气流通管内设置有空气杀菌装置，空气经过空气流入口进入该空气杀菌器，并进一步进过过滤和杀菌以后从空气流出口流出，并且空气杀菌装置包括：超声波发生元件和激光发生元件；本实施例中充分使用了超声波和激光相结合产生的新的声光特性，对空气进行高效杀菌。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种空气杀菌器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的超声波发生元件的电路结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的空气杀菌装置的电路结构示意图。

图示说明：

110-空气流入口；120-一级过滤层；130-空气流通管；140-超声波发生元件；150-激光发生元件；160-二级过滤层；170-空气流出口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前现有的杀菌技术，比如高温加热、化学试剂和紫外线等，均不适应于进行空气杀菌，更不适应于在贴近人体的环境中应用；进一步的，超声波具有的杀菌效力主要由其产生的空化作用所引起的，超声波处理过程中，当高强度的超声波在介质中传播时，产生纵波，从而产生交替压缩和膨胀的区域，这些压力改变的区域易引起空穴现象，并在介质中形成微小气泡核。微小气泡核在绝热收缩及崩溃的瞬间，其内部呈现5000℃以上的高温及50000kpa的压力，从而使介质中某些细菌致死，病毒失活，甚至使体积较小的一些微生物的细胞壁破坏，但是单纯使用超声波杀菌的作用的范围有限；而激光是一种高能光子流，具有极好的单色性，不论哪种细菌碰上波长265mm附近的激光都会被破坏，杀菌效果最为理想；但激光杀菌存在的问题是激光的方向性强，辐射面积小，从而使得某些细菌能避开袭击；基于此，本申请提供的一种空气杀菌器、医用防护服以及医用个人防护系统，采用激光融合超声波灭菌法，灭菌效果显著提高，可以实现对空气实行高效的杀菌和过滤操作，并且能够满足在贴近人体的环境中使用。

如图1所示的实施例，本实施例中提供了一种空气杀菌器，包括：空气流通管130，该空气流通管130上设置有空气流入口和空气流出口，空气流通管内设置有空气杀菌装置，该空气杀菌装置包括：超声波发生元件和激光发生元件；

空气从所述空气流入口流入，经过所述杀菌装置的杀菌作用后，从所述空气流出口流出。

进一步的，上述空气流通管内还设置有空气过滤装置，该空气过滤装置包括：一级过滤层120和二级过滤层160，一级过滤层120位于空气流入口110处，二级过滤层160位于空气流出口170处。

如图2、图3所示的实施例，上述的超声波发生元件包括：单片机、多个反相器和超声波发射换能器，单片机控制输出方波信号，所述的方波信号经过多个反相器处理以后输入到超声换能器的输入端，由超声波换能器产生并输出超声波。

进一步的，单片机MCU的P1.0端口输出的40kHz的方波信号一路经一级反向器后送到超声波发射换能器的一个电极，另一路经一级反相器、两级反向器后送到超声波发射换能器的另一个电极，采用这种推换形式将方波信号加到超声波发射换能器T41的两端，可以提高超声波的发射强度；其中，电路图中的反相器U1AA、U4AD、U5AE为一级反相器，反相器U2AB与U3AC构成二级反相器；并且一级反向器U1AA的输出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力；进一步的，上位电阻R1、R2一方面可以提高74LS04内部的反向器(74LS04是非门反相器，其内部包含有多个COMS反相器)输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声波发射换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡时间。

如图3所示的实施例，本实施例中的空气杀菌器，其激光发生元件包括：激光电源、脉冲氙灯、起辉电路和预燃回路，所述激光电源为所述脉冲氙灯提供泵浦能量，所述脉冲氙灯在起辉电路和预燃回路的作用下产生激光。

进一步的，所述的起辉电路包括：脉冲变压器T，该脉冲变压器T的其中一个线圈回路中连接有脉冲氙灯，脉冲变压器T的另外一个线圈回路中连接有电容C2和可控硅Q2，当可控硅Q2关断时，电压U1通过电阻R2给电容C2充电，在电容C2上存储能量，通常U1为1kV左右，充电时间很短。当Q2导通时，电容C2和脉冲变压器T的电感谐振放电，在脉冲变压器T的副端产生5kV左右的起辉电压，脉冲氙灯在很强的轴向电场及触发高压脉冲作用下，气体被击穿，形成放电通道；预燃阶段，当输入的能量足够大时，电极加热到具有一定的热发射能力，脉冲氙灯灯管中的气体则由辉光放电过渡到弧光放电；此时，脉冲氙灯可近似为一电阻，电压U2通过电阻R1和二极管D加到脉冲氙灯两端形成预燃回路；高压放电阶段，脉冲氙灯为弧光放电，当Q1关断时，电压U3向电容C1充电，电容C1电压保持和电压U3同电压，当Q1导通时，电压U3和电容C1同时向脉冲氙灯放电，从而脉冲氙灯出现弧光频闪现象，由于电容C1可以提供瞬间大电流放电，进而产生激光；在高压放电阶段，预燃电路一直给脉冲氙灯提供维持电流(约100mA)。

上述实施例中，超声波发生元件和激光发生元件设置在空气流通管的同一个腔室中，空气从空气流通管的空气流入口流入，经过过一级过滤层进入上述腔室内，经过杀菌后从二级过滤层流出进行再次过滤，最后通过空气流通管上的空气流出口流出。

由于用于杀菌的超声波均采用纵波，而激光是在波动过程表现为横波，二者声光合用，则会产生新的声光特性；当激光穿过超声波的波场时，受到超声波的干扰，强化了激光的反射、折射和散射，并引起了激光的强烈发散，扩大了激光的作用范围，使整个杀菌管内部充满了声、光效应；同时，激光的作用加速和加剧了空化气泡的破灭和爆炸程度，形成两种能量的迭加，产生更高的能量，从而大大提高杀菌率，效果显著。

在某一具体实施例中，空气流通管的空气流出口处设置有排风装置，进而能够促使空气穿过空气流通管，提高空气杀菌器的工作效率。

在某一具体实施例中，作为优选地，上述的激光电源性能主要指标采用：每次脉冲能量25J(焦耳)；脉冲重复频率可调，且最大为40Hz(赫兹)；额定输出功率为l000W(瓦特)；输出激光能量稳定度大于95％；输出激光延时稳定度为±1μs。

在医疗操作环境中，比如手术室内，都需要对进行手术操作的医护人员进行隔离和防护，避免医护人员受到病菌感染；上述实施例中的空气杀菌器可以满足在贴合人体的环境中使用，杀菌效果显著，并且不会给人体造成危害，因此可以将其适用于医疗操作环境中。

有鉴于此，本申请实施例还提供了一种医用防护服，该医用防护服内设置有上述的实施例中的空气杀菌器，该空气杀菌器通过缝制或者粘贴等方式固定于防护服内部。

并且上述空气杀菌器在制作时，其空气流通管可以使用软质、轻质材料制作而成，以便于设置于防护服内部。

进一步的，在某些手术操作过程中，比如在骨科手术关节置换中难免遇到截骨，骨屑或手术中产生的骨渣可能给主刀医生带来眼部及身体其他部位伤害，并且手术病房的空气中会含有多种致病菌，因此需要一种防护装置对手术操作人员进行防护；而现有的普通手术服、无菌衣的帽子、口罩等都要求严实地包裹医生的身体，此种情况下虽然手术室内有通风设备，但如果手术时间长，医生的衣服湿透是常事，影响医生的使用舒适感，并且现有的手术服、帽子、口罩等隔离效果并不理想。

因此，本申请实施例还提供了一种医用个人防护系统，包括：医用头盔和上述的医用防护服，医用头盔和医用防护服进行配合将人体覆盖住，进而对医护人员进行隔离防护；

其中，医用头盔包括：头盔本体和透明面罩，透明面罩安装于头盔本体前端，透明面罩外侧设置有多层可撕掉的透明薄膜，头盔本体外侧放置有一次性无菌织布外罩；因为透明罩外侧设置有多层可撕掉的透明薄膜，可以允许在头盔下次使用时只需将使用过的透明薄膜撕掉即可，简单快捷。

头盔本体上设置有通风装置，通风装置包括风扇和导风管，风扇的出风口位于所述头盔本体内侧，医用头盔外侧的一次性无菌织布外罩与医用防护服有效地衔接，出风口流出的空气通过导风管导入至防护服内，空气进入到防护服后通过空气杀菌器进行过滤和杀菌工作，出风口处设置有空气过滤元件和调温元件。

上述调温元件包括：半导体制冷片和调温开关，通过调节调温开关实现所述半导体制冷片的制冷或者制热功能的切换。

为减轻头盔本体的重量，头盔本体的左右两侧设置成镂空状态；并且本领域技术人员应该想到上述一次性无菌织布外罩的形状和尺寸应在满足具备良好的隔离、防护作用前提下不遮挡使用者的视线。

本实施例中，在医用头盔和防护服组成的几乎呈密闭性的防护系统中，因为医用头盔上设置有风扇、导风管，进而促进了防护服内部的空气循环，调温元件可以对整个防护系统内的空气根据实际情况中医生的需要进行制冷或者制热工作，避免了医护人员长时间的手术工作过程中出现的因流汗导致的衣服浸湿等问题，并且由于设置有空气过滤元件和空气杀菌器，能够对进入到防护系统中的空气进行有效地过滤和杀菌，因此本实施例中提供的医用个人防护系统不仅能够给医护人员带来良好的隔离和防护，而且能够给医护人员带来良好的使用感受。

为方便手术过程中医护人员间的交流，上述的头盔本体前端还设置有电子麦克和摄像头装置，该电子麦克用于医护人员之间的交流，该摄像头装置用于对整个医护人员的手术过程进行拍摄和记录，为整个手术过程提供完整的视频资料，供医护人员参考。

进一步的，上述头盔本体上还设置有通信装置，该通信装置用于实时将电子麦克和摄像头装置采集到的数据传输至外部设备，还用于实时接收外部设备所发送过来的数据，该外部设备可以为远程监控设备，如上位机等；此种方式允许其他医护人员对整个手术操作过程进行远程监控、远程学习或者远程指导；优选地，上述的通信装置优选为无线通信装置。

进一步的，上述头盔本体上还设置有灯光照明装置，该灯光照明装置用于在手术过程成中进行照明，该灯光照明装置设置有照明调节开关，用于调节灯光的照明强度；并且设置使照明装置的照明角度可调，以满足医护人员在使用过程中对照明装置的照明角度、光照的强弱进行调节。

需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种空气杀菌器，其特征在于，包括：空气流通管，所述空气流通管上设置有空气流入口和空气流出口，所述空气流通管内设置有空气杀菌装置，所述空气杀菌装置包括：超声波发生元件和激光发生元件；

空气从所述空气流入口流入，经过所述杀菌装置的杀菌作用后，从所述空气流出口流出。

2.根据权利要求1所述的空气杀菌器，其特征在于，所述空气流通管内还设置有空气过滤装置，所述空气过滤装置包括：一级过滤层和二级过滤层，所述一级过滤层位于空气流入口处，所述二级过滤层位于空气流出口处。

3.根据权利要求1所述的空气杀菌器，其特征在于，所述超声波发生元件包括：单片机、多个反相器和超声波发射换能器，所述单片机控制输出方波信号，所述方波信号经过所述多个反相器处理以后输入到所述超声换能器的输入端，由所述超声波换能器产生并输出超声波。

4.根据权利要求1所述的空气杀菌器，其特征在于，所述激光发生元件包括：激光电源、脉冲氙灯、起辉电路和预燃回路，所述激光电源为所述脉冲氙灯提供泵浦能量，所述脉冲氙灯在所述起辉电路和所述预燃回路的作用下产生激光。

5.根据权利要求4所述的空气杀菌器，其特征在于，所述起辉电路包括：脉冲变压器，所述脉冲变压器的其中一个线圈回路中连接有脉冲氙灯，所述脉冲变压器的另外一个线圈回路中连接有电容和可控硅。

6.一种医用防护服，其特征在于，所述医用防护服内设置有权利要求1～5任一项所述的空气杀菌器。

7.一种医用个人防护系统，其特征在于，包括：医用头盔和权利要求6所述的医用防护服，所述医用头盔和所述医用防护服进行配合将人体覆盖住，进而对医护人员进行隔离防护；

其中，所述医用头盔包括：头盔本体和透明面罩，所述透明面罩安装于头盔本体前端，所述透明面罩外侧设置有多层可撕掉的透明薄膜，所述头盔本体外侧放置有一次性无菌织布外罩；

所述头盔本体上设置有通风装置，所述通风装置包括风扇和导风管，所述风扇的出风口位于所述头盔本体内侧，所述出风口流出的空气通过导风管导入至防护服内，空气进入到防护服后通过所述空气杀菌器进行过滤和杀菌工作，所述出风口处设置有空气过滤元件和调温元件；

所述头盔本体前端还设置有电子麦克和摄像头装置，所述电子麦克用于医护人员之间的交流，所述摄像头装置用于对整个医护人员的手术过程进行拍摄和记录。

8.根据权利要求7所述的医用个人防护系统，其特征在于，所述头盔本体上还设置有通信装置，所述通信装置用于实时将所述电子麦克和摄像头装置采集到的数据传输至外部设备，还用于实时接收外部设备所发送过来的数据。

9.根据权利要求8所述的医用个人防护系统，其特征在于，所述头盔本体上还设置有灯光照明装置，所述灯光照明装置用于在手术过程成中进行照明。

10.根据权利要求9所述的医用个人防护系统，其特征在于，所述调温元件包括：半导体制冷片和调温开关，通过调节所述调温开关实现所述半导体制冷片的制冷或者制热功能的切换。