CN111265682A - 一种空间消毒方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的空间消毒方法及装置,其中装置包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中该第一灯单元为紫外线汞灯,该第二灯单元为汞含量15‑50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,该第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2‑0.6A/cm2、功率与空间体积比为:1‑4W/m3、放电弧长≥60mm,该第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35‑0.8A/cm2、功率与空间体积比为:1‑3W/m3、放电弧长≥60mm,该第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。使得紫外线灯及紫外线臭氧灯可共用同一个电源模块即可实现紫外线消毒。

Description

一种空间消毒方法及装置
技术领域
本发明涉及紫外线及臭氧消毒技术领域,尤其涉及在空间环境下利用紫外线灯进行消毒的方法及装置。
背景技术
空间消毒指无人时对特定物品消毒及空间的空气消毒、物体表面消毒,目前主要有紫外线辐射、熏蒸(醋酸熏蒸、甲醛熏蒸、药物熏蒸)、消毒液(二氧化氯、过氧化氢)及臭氧消毒等方法。紫外线辐射消毒具有快速高效的优点,但紫外线不能绕射、不能穿过遮挡物,存在消毒盲区,不能彻底消毒。目前市场上各种紫外线台灯、移动消毒车普遍功率为5-55W,单位空间灯功率密度(W/m3)低,消毒时间较长,为10-60分钟,需要一支紫外线灯和一个镇流器。熏蒸、消毒液消毒,消毒物质为小液滴或气溶胶状态,渗透性不强,也难以彻底消毒,同时有残留。臭氧能杀灭多种病原微生物,臭氧作为气体,扩散性优于气溶胶,臭氧消毒相对更彻底。传统臭氧消毒机存在三大问题:1、通过空气放电产生臭氧,容易产生有害的氮氧化物毒副产物;2、受干燥潮湿气候影响较大,产生的臭氧量很不稳定;3、臭氧自然衰减慢,消毒周期长,消毒后8-10h空间的臭氧浓度仍可能超过安全浓度,有难闻的臭腥味。
专利号CN104689362A,公布了一种小空间的消毒方法,这个方法也是采用紫外线灯产生臭氧,通过紫外线灯还原臭氧。该方案适用于小型密封空间的臭氧消毒。只有单一臭氧消毒功能,而且紫外线灯还原臭氧是在通道内进行局部辐射还原,速度慢,消毒周期仍然较长。
可见该现有技术方案为了实现臭氧在通道中的还原功能,需分别设置两支紫外线灯并配备两个镇流器,以满足该还原臭氧的紫外线灯功率必须大于产生臭氧的紫外线灯的要求,籍此才能有效还原臭氧。因此该现有技术若要同时具备紫外线消毒,臭氧消毒及臭氧还原功能,则现有技术的方案必须配备一组紫外灯用于紫外辐射,一组臭氧紫外灯进行臭氧生成,及一组紫外灯进行臭氧还原,并分别适配三组镇流器才能实现,可见现有技术的硬件成本不但较高,同时硬件部分也会占用大量的设备空间,使得此类消毒设备的体积较为庞大,对使用、运输等场景具有一定的限制,不利于技术的推广与实施。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种空间消毒方法及装置,以降低实现紫外线消毒,臭氧消毒及臭氧还原三种功能下的设备硬件成本,及硬件空间占用率,使设备小型化;同时兼顾缩短包括臭氧消毒时间与臭氧还原时间的臭氧消毒周期。
为了实现上述目的,根据本发明第一个方面,提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2、功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-0.8A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
优选地,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
优选地,该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
为了实现上述目的,根据本发明第二个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.5-1.2A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
优选地,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
优选地,该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
为了实现上述目的,根据本发明第三个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
优选地,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
优选地,该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
为了实现上述目的,根据本发明第四个方面,还提供了一种空间消毒方法,其采用上述的空间消毒装置进行,步骤包括:
S1配置第一灯单元为紫外线汞灯,第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯;所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm;
S2电源模块启动第一灯单元工作,在空间内进行紫外线辐射;
S3电源模块切换第二灯单元工作,使空间内持续臭氧浓度≥20mg/m3
S4当执行步骤S3后,电源模块切换第一灯单元工作,使空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3
通过本发明提供的该空间消毒方法及装置,跨越了现有技术障碍,使得紫外线灯及紫外线臭氧灯可共用同一个电源模块即可实现紫外线消毒,臭氧消毒及臭氧还原三种功能,并兼顾紫外线辐射效率,保证了消毒工作的效率,且大幅降低了装置实施成本并缩小了装置体积,缩短臭氧消毒周期,有利于技术的实施及推广。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1-6是根据本发明第七实施例的方法步骤图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,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的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,在本领域普通技术人员没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明的保护范围。
需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“S1”、“S2”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含;术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“布设”、“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,可以根据具体情况,结合现有技术来理解上述术语在本发明中的具体含义。
传统紫外线消毒与臭氧消毒是分立的两套设备,通常采用253.7nm的紫外线对空间辐射快速消毒;采用185nm的紫外线辐射空气中的氧气产生臭氧,在臭氧完成消毒后,再通过253.7nm紫外线辐射,将通道的臭氧还原成氧气,从而完成对空间空气、物体表面进行彻底消毒。然而为满足臭氧还原技术要求,还原臭氧的紫外线灯功率必须大于产生臭氧的紫外线灯的功率要求,籍此才能产生足够的紫外剂量以有效还原臭氧。因此由于灯功率的不同现有技术只能分别为紫外线灯及紫外线臭氧灯适配镇流器。
因此基于现有技术没有将紫外线消毒与185nm紫外线产生臭氧并快速还原臭氧的消毒方式结合,也无法实现紫外线灯与紫外线臭氧灯在共用同一镇流器的条件下,实现紫外线消毒,臭氧消毒及臭氧还原三种功能,并兼顾紫外线辐射效率,保证消毒工作效率,缩短臭氧消毒周期的技术障碍,本发明提供了一种空间消毒方法及装置以解决上述问题。
(一)
本发明第一个方面,提供的该空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为汞含量515%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一、二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-0.45A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元共用同一个电源模块依次切换工作,以形成两种独立消毒模式,及一种臭氧还原模式。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
具体来说,本发明的第一、二灯单元的汞合金配方与对应的管电流密度及功率与空间体积比参数,及放电弧长的参数的设置,能够使得在保证同一电流下,该253.7nm紫外线辐射效率维持在较高水平,使得两者共用同一电源模块成为可能。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯,其功率与空间体积比优选为1-3W/m3,原因在于该第一灯单元的功率与空间体积比小于1W/m3时,与现有技术相比,在同等空间体积下,达到相同消毒标准的紫外线辐射消毒时间会较长,同时在臭氧还原时间也会延长,而该功率与空间体积比大于3W/m3时,对缩短臭氧还原时间的效果不明显。通过加大第一灯单元的紫外线汞灯功率,并在臭氧还原时对整个空间发射,可大幅缩短还原时间。
而该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯,其功率与空间体积比优选为1-3W/m3原因在于,该第一灯单元的功率与空间体积比小于1W/m3时,与现有技术相比,在同等空间体积下,达到相同消毒标准的臭氧浓度会不足或达到消毒浓度时间会延长,而功率与空间体积比大于3W/m3时,其产生的臭氧浓度过高,对空间内物品的腐蚀性显著增加。
因此在优选实施方式中,该空间消毒装置还可包括:通道罩,以供该第二灯单元容纳在所述通道罩中,加速臭氧扩散,减小灯的直径,提高185nm辐射效率。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯优选放电弧长≥60mm,其253.7nm的紫外辐射效率≥35%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
其中该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选放电弧长≥60mm,其185nm紫外辐射效率≥5%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
在优选实施方式中,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管以缩短灯的长度。
在优选实施方式中,本发明的该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中该传感器包括臭氧传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
具体来说,在臭氧生成及臭氧还原工作状态下,所述主控器将控制风机持续流动空间内的气流,提高臭氧在空间内的扩散性及加速臭氧还原过程,而该传感器则实时监控该臭氧生成工作状态下的空间内臭氧浓度,以向该主控器传输数据,当持续监控到空间内臭氧浓度≥20mg/m3且时间不少于30分钟时,完成臭氧消毒程序,并开始进行臭氧还原工序,此时主控器令电源模块切换第一灯单元工作,开始对空间内的臭氧进行还原,当传感器检测到空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3时,完成一个消毒周期,在本实施例中该消毒周期优选时间T≤3小时,臭氧消毒周期T=Tb+Ta,其中Tb为灯B的工作时间,Ta为灯A的工作时间。籍此即可确保在短时间内,对空间完成紫外辐射及臭氧消毒,并控制对空间内物品的腐蚀在合理范围内,有效提高空间消毒效率。
此外在另一优选实施方式下,该传感器还包括:人体传感器,其与主控机连接受控,以在检测到消毒空间内有人员闯入时,关断第一、二灯单元,以对人员进行紧急保护,确保人员安全。此外该人体传感器包括:红外线感应、雷达感应传感器中的至少一种。
其中需要说的是,本实施例中该第一、二灯单元的紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯可以各为一支或一组等数量,本实施例中并未限制,本领域技术人员可以在实施本技术时进行选择以叠加,因此任何仅采用叠加灯管方式改进本发明方案的实施方式皆在本发明的揭露范围内。
(二)
本发明第二个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一、二灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.5A/cm2,功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元共用同一个电源模块依次切换工作。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
具体来说,该第一灯单元的紫外线汞灯优选配置其管电流密度为0.2-0.5A/cm2(管电流/内截面积),原因在于,该管电流密度小于0.2A/cm2时,紫外线辐射强度将降低,造成紫外辐射消毒时间延长及臭氧还原时间延长,而管电流密度大于0.5A/cm2时,灯管壁温度将可能超过85℃,存在安全隐患。
其中该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选配置其管电流密度为0.2-0.5A/cm2(管电流/内截面积),原因在于,管电流密度小于0.2A/cm2时,管壁温度将低于60℃,其185nm紫外辐射效率将会降低,而电流密度大于0.5A/cm2,夏天管壁温度可能超过85℃,185nm紫外辐射效率低,同时存在安全隐患。此外在另一可选实施方式下,该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选配置其管电流密度为0.35-0.5A/cm2,以在安全范围内稳定185nm紫外辐射效率。
具体来说,采用本发明的第一灯单元汞合金配方的紫外线汞灯与第二灯单元的现有技术的液汞紫外线臭氧汞灯,通过系统性的设置该管电流密度及功率与空间体积比参数,及放电弧长的参数的设置,能够使得在保证同一电流下,该253.7nm紫外线辐射效率维持在较高水平,使得两者共用同一电源模块成为可能。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯,其功率与空间体积比优选为1-3W/m3,原因在于该第一灯单元的功率与空间体积比小于1W/m3时,与现有技术相比,在同等空间体积下,达到相同消毒标准的紫外线辐射消毒时间会较长,同时在臭氧还原时间也会延长,而该功率与空间体积比大于3W/m3时,对缩短臭氧还原时间的效果不明显。
而该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯,其功率与空间体积比优选为1-3W/m3原因在于,该第一灯单元的功率与空间体积比小于1W/m3时,与现有技术相比,在同等空间体积下,达到相同消毒标准的臭氧浓度会不足或达到消毒浓度时间会延长,而功率与空间体积比大于3W/m3时,其产生的臭氧浓度过高,对空间内物品的腐蚀性显著增加。
因此在优选实施方式中,该空间消毒装置还可包括:通道罩,以供该第二灯单元容纳在所述通道罩中,以加速臭氧扩散,减小灯的直径,提高185nm辐射效率。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯优选放电弧长≥60mm,其253.7nm的紫外辐射效率≥35%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
其中该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选放电弧长≥60mm,其185nm紫外辐射效率≥5%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
在优选实施方式中,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、n型灯管中的至少一种灯管以缩短灯的长度。
在优选实施方式中,本发明的该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中该传感器包括臭氧传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
具体来说,在臭氧生成及臭氧还原工作状态下,所述主控器将控制风机持续流动空间内的气流,提高臭氧在空间内的扩散性及加速臭氧还原过程,而该传感器则实时监控该臭氧生成工作状态下的空间内臭氧浓度,以向该主控器传输数据,当持续监控到空间内臭氧浓度≥20mg/m3且时间不少于30分钟时,完成臭氧消毒程序,并开始进行臭氧还原工序,此时主控器令电源模块切换第一灯单元工作,开始对空间内的臭氧进行还原,当传感器检测到空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3时,完成一个消毒周期,在本实施例中该消毒周期优选时间T≤3小时,臭氧消毒周期T=Tb+Ta,其中Tb为灯B的工作时间,Ta为灯A的工作时间。籍此即可确保在短时间内,对空间完成紫外辐射及臭氧消毒,并控制对空间内物品的腐蚀在合理范围内,有效提高空间消毒效率。
此外在另一优选实施方式下,该传感器还包括:人体传感器,其与主控机连接受控,以在检测到消毒空间内有人员闯入时,关断第一、二灯单元,以对人员进行紧急保护,确保人员安全。此外该人体传感器包括:红外线感应、雷达感应传感器中的至少一种。
其中需要说的是,本实施例中该第一、二灯单元的紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯可以各为一支或一组等数量,本实施例中并未限制,本领域技术人员可以在实施本技术时进行选择以叠加,因此任何仅采用叠加灯管方式改进本发明方案的实施方式皆在本发明的揭露范围内。
(三)
本发明第三个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量1550%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一、二灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.5A/cm2,功率与空间体积比为:2-2.8W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元共用同一个电源模块依次切换工作。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
具体来说,该第一灯单元的紫外线汞灯优选配置其管电流密度为0.2-0.5A/cm2(管电流/内截面积),原因在于,该管电流密度小于0.2A/cm2时,紫外线辐射强度将降低,造成紫外辐射消毒时间延长及臭氧还原时间延长,而管电流密度大于0.5A/cm2时,灯管壁温度将可能超过85℃,存在安全隐患。
其中该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选配置其管电流密度为0.2-0.5A/cm2(管电流/内截面积),原因在于,管电流密度小于0.2A/cm2时,管壁温度将低于60℃,其185nm紫外辐射效率将会降低,而电流密度大于0.5A/cm2,管壁温度超过85℃,185nm紫外辐射效率低,同时存在安全隐患。此外在另一可选实施方式下,该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选配置其管电流密度为0.35-0.5A/cm2,以在安全范围内稳定185nm紫外辐射效率。
具体来说,本发明的第一、二灯单元的汞合金配方与对应的管电流密度及功率与空间体积比参数,及放电弧长的参数的设置,能够使得在保证同一电流下,该253.7nm紫外线辐射效率维持在较高水平,使得两者共用同一电源模块成为可能。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯,其功率与空间体积比优选为2-2.8W/m3相比实施例一或二更进一步缩短紫外辐射消毒时间及臭氧还原时间。
而该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯,其功率与空间体积比优选为2-2.8W/m3相比实施例一或二更进一步缩短臭氧消毒时间及臭氧消毒周期。
因此在优选实施方式中,该空间消毒装置还可包括:通道罩,以供该第二灯单元容纳在所述通道罩中,有利于加速臭氧扩散,有利于减小第二灯单元的直径,提高185nm辐射效率。
其中该第一灯单元的紫外线汞灯优选放电弧长≥60mm,其253.7nm的紫外辐射效率≥35%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
其中该第二灯单元的紫外线臭氧汞灯优选放电弧长≥60mm,其185nm紫外辐射效率≥5%;而放电弧长<60mm,紫外辐射效率将开始降低。
在优选实施方式中,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管以缩短灯的长度。
在优选实施方式中,本发明的该空间消毒装置,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中该传感器包括臭氧传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
具体来说,在臭氧生成及臭氧还原工作状态下,所述主控器将控制风机持续流动空间内的气流,提高臭氧在空间内的扩散性及加速臭氧还原过程,而该传感器则实时监控该臭氧生成工作状态下的空间内臭氧浓度,以向该主控器传输数据,当持续监控到空间内臭氧浓度≥20mg/m3且时间不少于30分钟时,完成臭氧消毒程序,并开始进行臭氧还原工序,此时主控器令电源模块切换第一灯单元工作,开始对空间内的臭氧进行还原,当传感器检测到空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3时,完成一个消毒周期,在本实施例中该消毒周期优选时间T≤3小时,臭氧消毒周期T=Tb+Ta,其中Tb为灯B的工作时间,Ta为灯A的工作时间。籍此即可确保在短时间内,对空间完成紫外辐射及臭氧消毒,并控制对空间内物品的腐蚀在合理范围内,有效提高空间消毒效率。
此外在另一优选实施方式下,该传感器还包括:人体传感器,其与主控机连接受控,以在检测到消毒空间内有人员闯入时,关断第一、二灯单元,以对人员进行紧急保护,确保人员安全。此外该人体传感器包括:红外线感应、雷达感应传感器中的至少一种。
其中需要说的是,本实施例中该第一、二灯单元的紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯可以各为一支或一组等数量,本实施例中并未限制,本领域技术人员可以在实施本技术时进行选择以叠加,因此任何仅采用叠加灯管方式改进本发明方案的实施方式皆在本发明的揭露范围内。
(四)
本发明第四个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2、功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-0.8A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
(五)
本发明第五个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.5-1.2A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
(六)
本发明第六个方面,还提供了一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其中所述第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
其中本实施例中该紫外线汞灯能够产生253.7nm波长紫外线,以用于紫外线辐射消毒功效;该紫外线臭氧汞灯能够至少产生185nm波长紫外线,以用于辐射空气中的氧气产生臭氧。该电源模块包括:镇流器。
(七)
为了实现上述目的,请参阅图1至6,根据本发明第七个方面,还提供了一种空间消毒方法,其采用上述任一实施例中的空间消毒装置进行,步骤包括:
S1配置第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,及第一、二灯单元的功率与空间体积比为1-3W/m3,管电流密度为0.35-0.45A/cm2,放电弧长≥60mm;
S2电源模块启动第一灯单元工作,在空间内进行紫外线辐射;
S3电源模块切换第二灯单元工作,使空间内持续臭氧浓度≥20mg/m3
S4当执行步骤S3后,电源模块切换第一灯单元工作,使空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3
具体来说,当完成步骤S2后,在臭氧生成及臭氧还原工作状态下,当空间内持续臭氧浓度≥20mg/m3且时间不少于30分钟时,完成臭氧消毒程序,并开始进行臭氧还原工序,此时主控器令电源模块切换第一灯单元工作,开始对空间内的臭氧进行还原,当传感器检测到空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3时,完成一个消毒周期,在本实施例中该消毒周期优选时间T≤3小时,臭氧消毒周期T=Tb+Ta,其中Tb为灯B的工作时间,Ta为灯A的工作时间。籍此即可确保在短时间内,对空间完成紫外辐射及臭氧消毒,并控制对空间内物品的腐蚀在合理范围内,有效提高空间消毒效率。
在另一优选实施方式下,该步骤S1的替换实施方案优选为:配置第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一、二灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.5A/cm2,功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元共用同一个电源模块依次切换工作。
在另一优选实施方式下,该步骤S1的替换实施方案优选为:配置第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一、二灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.5A/cm2,功率与空间体积比为:2-2.8W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元共用同一个电源模块依次切换工作。
在另一优选实施方式下,该步骤S1的替换实施方案优选为:配置第一灯单元为汞含量515%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2、功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-0.8A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
在另一优选实施方式下,该步骤S1的替换实施方案优选为:配置第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.5-1.2A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
在另一优选实施方式下,该步骤S1的替换实施方案优选为:配置第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量1550%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
实验例1
配置第一灯单元为一支U型功率75W紫外线汞灯(无臭氧)内径13mm,采用含汞量10%的InSnHg汞合金,管电流密度为0.42A/cm2、放电弧长1200mm,第二灯单元为一支U型功率75W臭氧紫外线汞灯,内径15mm,采用含汞45%的SnHg汞合金,管电流密度为0.42A/cm2、放电弧长1200mm,第一灯单元与第二灯单元共用同一个电流0.55A功率75W的电子镇流器,依次切换工作。消毒时第一、二灯单元均裸露在空气中,可有效对30-60m3的空间消毒。
实验例2
配置第一灯单元为一支Π型功率120W紫外线汞灯(无臭氧)内径17mm,采用含汞量5%的BiInSnHg汞合金,管电流密度为0.46A/cm2、放电弧长1100mm。第二灯单元为一支Π型功率120W臭氧紫外线汞灯,内径13mm,采用液汞,管电流密度为0.75A/cm2、放电弧长1100mm,第一灯单元与第二灯单元共用同一个电流1.0A功率120W的电子镇流器,依次切换工作。消毒时,第一灯单元裸露在空气中。第二灯单元在通道中,风机对通道进行吹风,可有效对45-75m3的空间消毒。
实验例3
配置第一灯单元为2支H型60W紫外线汞灯(无臭氧)内径17mm,采用含汞量45%的SnHg汞合金,管电流密度为0.22A/cm2、放电弧长1000mm。第二灯单元为一支H型60W臭氧紫外线汞灯,内径13mm,采用液汞,管电流密度为0.38A/cm2、放电弧长1000mm,第一灯单元的一支灯与第二灯单元共用同一个电流0.5A功率60W的电子镇流器,依次切换工作。消毒时,第一、二灯单元均裸露在空气中。可有效对20-40m3的空间消毒。
综上所述,通过本发明提供的该空间消毒方法及装置,跨越了现有技术障碍,使得紫外线灯及紫外线臭氧灯可共用同一个电源模块即可实现紫外线消毒,臭氧消毒及臭氧还原三种功能,并兼顾紫外线辐射效率,保证了消毒工作的效率,且大幅降低了装置实施成本并缩小了装置体积,有利于技术的实施及推广。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
本领域技术人员可以理解,除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外,完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以,本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件,而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构;也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
此外实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请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-Only Memory)、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。
此外,本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施例的思想,其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其特征在于,所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2、功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-0.8A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
2.根据权利要求1所述的空间消毒装置,其特征在于,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
3.根据权利要求1所述的空间消毒装置,其特征在于,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
4.一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其特征在于,所述第一灯单元为紫外线汞灯,所述第二灯单元为液汞紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.2-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1-4W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.5-1.2A/cm2、功率与空间体积比为:1-3W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
5.根据权利要求4所述的空间消毒装置,其特征在于,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
6.根据权利要求4所述的空间消毒装置,其特征在于,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
7.一种空间消毒装置,其包括:第一灯单元,第二灯单元及电源模块,其特征在于,所述第一灯单元为汞含量5-15%的BiInSnHg、BiInHg、InSnHg任一汞合金的紫外线汞灯,所述第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯,所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm,所述第一灯单元与第二灯单元至少共用同一个电源模块依次切换工作。
8.根据权利要求7所述的空间消毒装置,其特征在于,所述紫外线汞灯及紫外线臭氧汞灯为U、H、Π型灯管中的至少一种灯管。
9.根据权利要求7所述的空间消毒装置,其特征在于,还包括:主控器,及分别与所述主控器控制连接的风机及传感器,其中所述电源模块与所述主控器连接受控,以依次切换第一、二灯单元工作,当传感器采集当前空间持续臭氧浓度≥20mg/m3时,主控器切换第一灯单元还原空间臭氧至臭氧浓度≤0.2mg/m3
10.一种空间消毒装置的消毒方法,其特征在于,步骤包括:
S1配置第一灯单元为紫外线汞灯,第二灯单元为汞含量15-50%的SnHg、ZnHg、BiSnHg、ZnSnHg任一汞合金的紫外线臭氧汞灯;所述第一灯单元的汞灯管电流密度为0.3-0.6A/cm2,功率与空间体积比为:1.5-3.0W/m3、放电弧长≥60mm,所述第二灯单元的汞灯管电流密度为0.35-1.0A/cm2、功率与空间体积比为:1.5-2.5W/m3、放电弧长≥60mm;
S2电源模块启动第一灯单元工作,在空间内进行紫外线辐射;
S3电源模块切换第二灯单元工作,使空间内持续臭氧浓度≥20mg/m3
S4当执行步骤S3后,电源模块切换第一灯单元工作,使空间内臭氧浓度≤0.2mg/m3
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