CN111281990A - 一种快速脉冲强光杀菌消毒装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫生安全设备技术领域，尤其涉及一种快速脉冲强光杀菌消毒装置及其控制方法。该快速脉冲强光杀菌消毒装置的脉冲氙气灯位于抛物线反光镜的对称面上，脉冲氙气灯的玻壳轴心与抛物线反光镜的焦点之间的距离为0~2r，其中r为脉冲氙气灯的玻壳半径；延伸遮光罩围绕在抛物线反射镜的出光口并向下伸出；发光指向指示器安装在抛物线反射镜内部并指向抛物线反射镜的出光口；脉冲氙气灯与驱动组件电连接并受控于驱动组件，环境湿度检测组件与驱动组件通讯连接，安全检测组件与驱动组件通讯连接，安全检测组件用于判定是否处于安全使用状态。其可快速杀菌消毒处理，操作简便，使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及卫生安全设备技术领域，尤其涉及一种快速脉冲强光杀菌消毒装置及其控制方法。
背景技术
波长小于280nm的深紫外线可导致生物蛋白质凝固、变性，生物遗传物质DNA或RNA断裂，进而使微生物死亡、致敏蛋白质失活脱敏。非典时期，中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所的专家发现，使用强度大于90μW／cm2的紫外线照射冠状病毒30分钟，可以杀灭SARS病毒。《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案（试行第五版）》中指出，新型冠状病毒对紫外线敏感。近期研究发现，新型冠状病毒与SARS冠状病毒存在相关性。因此理论上科学合理使用紫外线可有效灭活冠状病毒。
根据杀灭对象种类不同，所需要的紫外线剂量也各不相同。当紫外线强度为30000μW/cm2 时，杀灭病毒及细菌、霉菌孢子、藻类等微生物所需时间分别为 0.1～1.0S，1.0～8.0S，5.0～40.0S。紫外线剂量在灭菌过程中起着至关重要的作用，紫外线剂量可以表示为紫外线强度与照射时间的乘积，在剂量相同时，可采用高强度短时间或低强度长时间的照射方式，以达到杀菌目的。在紫外线剂量充足的条件下，失活的病毒细菌不会复活，但紫外线剂量不足时，许多被照射失活的病毒细菌可通过光的协助作用修复自身被破坏的结构。因此，紫外线剂量影响着紫外线灭菌效果。
此外，相关研究表明当空气的相对湿度从25％上升到 75％时，细菌的存活率由6.4％增加到 24％。一般评估紫外线杀菌剂量通常以相对湿度 60％作为基准，当湿度增加时，由于杀菌效果降低，其紫外线剂量也应相应增加。如当室内相对湿度分别为 70％、80％、90％时，为达到同样杀菌效果，紫外线剂量则需分别增加 50％、80％、90％。环境湿度变化直接影响微生物杀灭效率，需要依据环境湿度对紫外线剂量进行调整，满足有效杀菌需求。因此，环境湿度影响着紫外线灭菌效果。
传统的紫外线杀菌采用低压汞灯，利用汞元素激发产生的253.7nm紫外线波长进行空间辐照杀菌，杀菌时间需要持续数小时，作用时间慢，人机不能共存。同时，低压汞灯从启动到稳定时间所需要的时间比较长，一般为数分钟，且受环境温度影响大、寿命衰减快、含有的汞元素存在破碎污染风险和后期报废处理环境影响问题。
20世纪70年代，使用脉冲氙气灯作为食品包装材料表面杀菌设备的想法被提出。1984年，关于脉冲氙气灯杀菌技术的专利在美国被注册，随后几年，脉冲氙气灯技术对物体表面杀菌的实验逐步展开。20世纪90年代末，脉冲氙气灯杀菌设备获得了食品生产管理行业认可，随后，脉冲氙气灯杀菌技术开始推广到食品包装领域。同时，日本研究研制出首台用于医疗卫生领域的脉冲氙气灯杀菌仪。21 世纪起，脉冲氙气灯杀菌技术也在医疗、水处理及空气灭菌等方面逐渐表现出良好的应用前景。
脉冲氙气灯装置利用惰性气体灯可发出由紫外线至红外线区域、波谱近似于太阳光谱的强烈脉冲闪光，瞬时强度可达太阳光的数千倍。脉冲强光本身的特点为光辐射强度高，同时脉冲氙气灯发出的光谱范围广，可以覆盖100~1100nm的光谱。通过对脉冲氙气灯管的合理设计和调节驱动参数，在UV-C部分（波长在200~280nm）、可见光部分（波长在400~760nm）和红外线部分（波长在760~1000nm）都有较高的峰值，脉冲氙气灯输出的可见光与红外光也能结合高能量的脉冲强光杀死微生物，即利用闪照热效应导致酶和细胞其他成分的钝化，以及利用脉冲效应损坏细胞壁和细胞其他成分，导致细菌死亡。因此，脉冲氙气灯所发出的脉冲紫外线、强光在杀菌机理上与普通紫外线杀菌机理不同，脉冲紫外线、强光在杀菌过程中不仅有光化作用起主导作用，还有光热作用，杀菌过程更为复杂，其对微生物的杀灭主要有四种途径：1、对微生物细胞膜进行破坏；2、对微生物内酶的分解；3、对微生物细胞内遗传物质核酸进行破坏；4、光热作用导致微生物细胞膨胀，致使细胞破裂。因此，脉冲氙气灯可以从多方面杀灭微生物，在杀菌消毒技术领域有着良好的前景。
但是，脉冲强光包含的瞬间大功率紫外辐射同样也可能损伤眼睛、皮肤，导致高分子材料老化，表现为发黄、龟裂、结构强度下降，所以要将脉冲紫外线、强光应用于人机共存环境下的快速杀菌，首先要解决安全问题，包括：1、UVC泄露控制；2、可能的误操作导致光线直射眼睛；3、辐射对物体表面的损伤，特别是高分子材料表面损伤的辐射剂量控制。
中国发明专利申请2017109567139公开了一种脉冲氙气灯紫外线杀菌仪，利用大功率的脉冲氙气灯和升降装置、微生物检测装置对空间进行杀菌，实质上是取代了传统的低压汞灯，进行脉冲空间杀菌，但不能人机共存，即使用时附近不能有人，且不方便携带。
在医疗环境，例如医院的床栏、呼叫钮、开关、托盘桌、坐便器圈、口罩、鞋子等，公共场所的电梯开关、扶手，家庭的门把手、水龙头、照明开关，日常生活所用的如水果、蔬菜、卫浴、清洁用品等都需要经常进行快速便捷的杀菌消毒，这也提出了便携的要求。传统的消毒水清洁方式繁琐且效率低，传统的低压汞灯所需时间较长，上述方式均不能快速地进行杀菌消毒。采用脉冲氙气灯是一种较好的解决方案，但现有技术中的脉冲氙气灯紫外线杀菌仪不能人机共存，且携带不方便，显然更不能满足传染病流行期的经常使用且便携的要求。
现有技术中没有一种能够人机共存、安全性高且便携的基于脉冲氙气灯的杀菌消毒装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够人机共存、安全性高且便于携带的快速脉冲强光杀菌消毒装置，还提供了该种快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法。
为了达到上述的目的之一，本发明提供了一种快速脉冲强光杀菌消毒装置，其包括抛物线反射镜、脉冲氙气灯、驱动组件、延伸遮光罩、环境湿度检测组件、安全检测组件和发光指向指示器；所述脉冲氙气灯位于所述抛物线反光镜的对称面上，所述脉冲氙气灯的玻壳轴心与所述抛物线反光镜的焦点之间的距离为0~2r，其中r为所述脉冲氙气灯的玻壳半径；所述延伸遮光罩围绕在所述抛物线反射镜的出光口并向下伸出；所述发光指向指示器安装在所述抛物线反射镜内部并指向所述抛物线反射镜的出光口；所述脉冲氙气灯与所述驱动组件电连接并受控于所述驱动组件，所述环境湿度检测组件与所述驱动组件通讯连接，所述安全检测组件与所述驱动组件通讯连接，所述安全检测组件用于判定该快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于设定的安全使用状态。
进一步地，所述脉冲氙气灯的玻壳轴心与所述抛物线反光镜的焦点之间的距离为0.5r~2r。
进一步地，所述抛物线反射镜内设置有背射反射镜，所述背射反射镜包括对称设置的两个朝下反射面，该两个朝下反射面的镜面夹角为120°~160°，所述背射反射镜的底面宽度为2r~4r；所述背射反射镜位于所述抛物线反射镜的焦点的正上方，两个朝下反射面的交点与所述抛物线反射镜的焦点之间的距离为1.5r~6r；所述背射反射镜的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。
进一步地，所述抛物线反射镜内设置有前射反射镜，所述前射反射镜包括对称设置的两个朝上反射面，该两个朝上反射面的镜面夹角为90°~150°，所述前射反射镜的底面宽度为2r~5r；所述前反射镜位于所述脉冲氙气灯的玻壳轴心的正下方，两个朝上反射面的交点与所述玻壳轴心之间的距离为1.5r~6r；所述前射反射镜的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。
进一步地，所述发光指向指示器发射激光光斑，所述的激光光斑直径<0.5r，发光功率<5mW；所述发光指向指示器安装在所述前射反光镜的下方中部，指向所述抛物线反射镜的出光口的中心。
进一步地，所述抛物线反射镜的出光口处设置有导光格栅，所述导光格栅的厚度为3r~6r，所述导光格栅为蜂窝状，构成所述蜂窝状的六边形的边长为1.5mm~5mm。
进一步地，所述延伸遮光罩围绕在所述导光格栅的四周并向下和向四周延伸10mm~150mm，所述延伸遮光罩的材料为紫外线屏蔽材料。
进一步地，还包括连接判定触点，所述连接判定触点与所述驱动组件电连接，所述延伸遮光罩可拆卸地安装在所述导光格栅，当所述延伸遮光罩安装在所述导光格栅上时，所述连接判定触点被所述延伸遮光罩触发闭合。
进一步地，还包括两段式两档非自锁启动开关，所述两段式两档非自锁启动开关与所述驱动组件电连接。
进一步地，所述安全检测组件包括姿态传感器和童锁，所述姿态传感器和童锁分别与所述驱动组件通讯连接。
为了达到上述目的之二，本发明提供了一种用于上述的快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法，在所述脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，包括以下步骤：环境湿度检测步骤，所述环境湿度检测组件检测环境湿度并把湿度检测结果传送到所述驱动组件，所述驱动组件根据所述湿度检测结果调制所述脉冲氙气灯的辐照输出剂量；安全检测步骤，所述安全检测组件进行安全检测并将安全检测结果传送到所述驱动组件，所述驱动组件根据所述安全检测结果判断是否处于安全使用状态；如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
进一步地，所述快速脉冲强光杀菌消毒装置还包括两段式两档非自锁启动开关，所述两段式两档非自锁启动开关与所述驱动组件电连接；当按压所述两段式两档非自锁启动开关至第一段时，启动所述安全检测步骤，所述发光指向指示器发射激光光斑；当按压所述两段式两档非自锁启动开关至第二段时，所述驱动组件判断按压至所述第一段与按压至所述第二段之间是否大于一预设时间间隔；如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
进一步地，所述安全检测组件包括姿态传感器和童锁，所述姿态传感器和童锁分别与所述驱动组件通讯连接；所述安全检测步骤包括，所述姿态传感器检测所述快速脉冲强光杀菌消毒装置的倾斜角度并把所述倾斜角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件判断所述倾斜角度是否在一预设范围内；如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，进入童锁判断步骤，如果所述童锁闭合，所述脉冲氙气灯能发射杀菌消毒光线，如果所述童锁断开，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
进一步地，所述快速脉冲强光杀菌消毒装置还包括模式切换组件，所述模式切换组件与所述驱动组件通讯连接；在所述脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，还包括模式切换步骤，包括模式一、模式二和模式三；在所述模式一之下，UV-C波段的总输出能量为10mJ/cm2~40mJ/cm2；在所述模式二之下，UV-C波段的总输出能量为30mJ/cm2~70mJ/cm2；在所述模式三之下，UV-C波段的总输出能量为50mJ/cm2~120mJ/cm2。
本发明所提供的一种快速脉冲强光杀菌消毒装置，其采用脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线，通过抛物线反射镜对光线进行反射，使光线从抛物线反射镜的出光口射出，光源利用率较高并且分布均匀，并在出光口处设置延伸遮光罩，后续使用时通过延伸遮光罩罩住待杀菌消毒区域，基于脉冲紫外线、强光的复合效应，以实现快速杀菌消毒，且其结构设置具有便于携带的优点；通过设置环境湿度检测组件，可以根据环境湿度调节紫外线剂量，提高杀菌消毒稳定性；通过设置安全检测组件，用于判定该快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于设定的安全使用状态，在满足安全使用状态要求后，脉冲氙气灯才能发生杀菌消毒光线，具有较高的安全性，并且，设置了发光指向指示器，用来指示杀菌消毒区域，方便操作。因此，相对于现有技术，该种快速脉冲强光杀菌消毒装置具有可以人机共存、安全性高且便于携带的优点。本发明所提供的基于上述快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法能够提高杀菌消毒稳定性及安全性。
附图说明
图1是本发明的快速脉冲强光杀菌消毒装置的结构示意简图；
图2是光线的方向示意图；
图3是脉冲氙气灯与各个反光镜之间的位置关系示意图；
图4是本发明的快速脉冲强光杀菌消毒装置设置有外壳等其他附件时的侧视结构示意简图；
图5是本发明的快速脉冲强光杀菌消毒装置的仰视结构示意简图。
【附图标记说明】
11-抛物线反射镜、111-焦点、112-出光口、12-背射反射镜、13-前射反射镜、14-导光格栅；
2-脉冲氙气灯、21-驱动组件；
3-延伸遮光罩；
4-环境湿度检测组件；
5-连接判定触点；
6-模式切换组件；
7-两段式两档非自锁启动开关；
81-外壳、82-可充电电源；
9-发光指向指示器。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作详细说明。
在本发明中，当出现方位词时，对于方位词，是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。在本发明中，除另有明确规定和限定，当出现术语如“设置在”、“相连”、“连接”时，这些术语应作广义去理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；也可以是机械连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部相连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述的术语在本发明中的具体含义。
快速脉冲强光杀菌消毒装置
本发明提供了一种快速脉冲强光杀菌消毒装置，如图1和图2所示，其包括抛物线反射镜11、脉冲氙气灯2、驱动组件21（驱动组件21可以是如图4和图5所示的单独的控制模块，也可以是集成在脉冲氙气灯2上）、延伸遮光罩3、环境湿度检测组件4和安全检测组件；脉冲氙气灯2位于抛物线反光镜的对称面上，脉冲氙气灯2的玻壳轴心与抛物线反光镜的焦点111之间的距离为0~2r，其中r为脉冲氙气灯2的玻壳半径。
延伸遮光罩3围绕在抛物线反射镜11的出光口112并往下伸出，优选地，还向四周伸出，延伸遮光罩3可以设置成至少底部为柔性结构，柔性结构有利于延伸遮光罩3的四周贴紧待杀菌消毒区域，以防止紫外线泄露。延伸遮光罩3可以是整体均采用柔性材料制成，也可以是包括本体和底部，其中上半部分的本体采用硬质材料制成，而底部采用柔性材料制成。当然，延伸遮光罩3也可以采用硬质材料制成。
发光指向指示器9安装在抛物线反射镜11内部并指向抛物线反射镜11的出光口。
脉冲氙气灯2与驱动组件21电连接并受控于驱动组件21，环境湿度检测组件4与驱动组件21通讯连接，安全检测组件与驱动组件21通讯连接，安全检测组件用于检测该快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于设定的安全使用状态。
基于上述的结构，本发明所提供的一种快速脉冲强光杀菌消毒装置，其采用脉冲氙气灯2发射杀菌消毒光线，通过抛物线反射镜11对光线进行反射，使光线从抛物线反射镜11的出光口112射出，聚集度高；并在出光口112处设置延伸遮光罩3，使用时通过延伸遮光罩3罩住待杀菌消毒区域，基于脉冲紫外线、强光的复合效应，以实现快速杀菌消毒，且其结构设置具有便于携带的优点；通过设置环境湿度检测组件4，可以根据环境湿度调节紫外线剂量，提高杀菌消毒稳定性；通过设置安全检测组件，用于判定该快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于设定的安全使用状态，在满足安全使用状态要求后，脉冲氙气灯2才能发射杀菌消毒光线，具有较高的安全性，并且，设置了发光指向指示器9，用来指示杀菌消毒区域，方便操作。因此，相对于现有技术，该种快速脉冲强光杀菌消毒装置具有可以人机共存、安全性高且便于携带的优点。
在本实施例中，抛物线反射镜11形成聚光罩，对光线进行整形，出光口112宽度为20r~50r，抛物线反射镜11高度12r~36r。
在本实施例中，脉冲氙气灯2的玻壳轴心与抛物线反光镜的焦点111的距离为0.5r~2r。基于上述的结构设置，脉冲氙气灯2所发射的光线经抛物线反射镜11反射后产生一定角度的倾斜，部分光线经下部的导光格栅14反射射出，目的在于在特定情况下，降底眼睛通过导光格栅14内视向抛物线反光镜11时摄入眼内的光强度，降底损害，同时经过导光格栅14的反射，提升光强分布均匀度。当然，也可将脉冲氙气灯2的玻壳轴心与抛物线反射镜11的焦点111重合设置，将光线平行反射。
在本实施例中，抛物线反射镜11内设置有背射反射镜12，背射反射镜12包括对称设置的两个朝下反射面，该两个朝下反射面的镜面夹角为120°~160°，背射反射镜12的底面宽度为2r~4r；背射反射镜12位于抛物线反射镜11的焦点111的正上方，两个朝下反射面的交点与抛物线反射镜11的焦点111之间的距离为1.5r~6r；背射反射镜12的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。基于上述的结构设置，能够把脉冲氙气灯2的背射光线左右反射分离，经抛物线反射镜11二次反射后，进入导光格栅14，提升光源利用率。
在本实施例中，抛物线反射镜11内设置有前射反射镜13，前射反射镜13包括对称设置的两个朝上反射面，该两个朝上反射面的镜面夹角为90°~150°，前射反射镜13的底面宽度为2r~5r；前反射镜位于脉冲氙气灯2的玻壳轴心的正下方，两个朝上反射面的交点与玻壳轴心之间的距离为1.5r~6r；前射反射镜13的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。基于上述的结构设置，前射反射镜13避免了脉冲氙气灯2的光线直接向外射出，造成的局部光强过大，也避免在特定情况下，光线直接射入人眼导致损伤。
通过对上述的抛物线反射镜11、背射反射镜12和前射反射镜13的结构及位置的设计，本发明的快速脉冲强光杀菌消毒装置能够在出光口112处获得光强最大、分布最均匀的光路结构。肉眼通过任意角度向导光格栅14内部观察，可见到的脉冲氙气灯2玻壳面积<20%，在获得高效光路结构的同时降底意外紫外线损伤。
上述的抛物线反射镜11、背射反射镜12和前射反射镜13采优选采用金属铝抛光制成，并涂有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层，具有较好的反射效率，同时提高耐磨腐蚀性，延长使用寿命。
在本实施例中，抛物线反射镜11的出光口112处设置有导光格栅14，导光格栅14的厚度为3r~6r，导光格栅14为蜂窝状，构成蜂窝状的六边形的边长为1.5mm~5mm。导光格栅14可将杂散光线限制，避免侧向泄露，同时保护光路结构。优选地，导光格栅14的材料为铝材。优选地，对导光格栅14的特定区域进行阳极氧化或涂上黑色吸光材料，可进一步减少出光口112光线散射，上述的特定区域，是指导光格栅14的底部往上1~2倍边长（该边长是指构成蜂窝状的六边形的边长）的厚度的区域。
在本实施例中，延伸遮光罩3为柔性伸缩结构，延伸遮光罩3的材料为紫外线屏蔽材料，延伸遮光罩3的内表面设置有角反射结构并设置有反射涂层。
在本实施例中，还包括模式切换组件6，模式切换组件6与驱动组件21通讯连接。通过模式切换组件6来调整预设的紫外线剂量。
在本实施例中，还包括两段式两档非自锁启动开关7，两段式两档非自锁启动开关7与驱动组件21电连接。通过设置两段式两档非自锁启动开关7来进行作业前提示和启动杀菌消毒，类似于相机的快门操作，即当使用者按压至第一段时，进行湿度检测、安全使用状态检测、发光指向指示器发射激光光斑以显示杀菌消毒区域等，当使用者按压至第二段时，脉冲氙气灯2根据预设的模式进行一次杀菌消毒作业，脉冲氙气灯2在特定的时间内发射合适的紫外线剂量，之后自动停止工作，使用便捷，且安全性高。使用过程中松开第二段的按压时，电路立即关闭光源，保证意外情况下的安全性。
在使用过程中，基于两段式两档非自锁启动开关7的设置，对于该快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法还可以增加以下控制方式：当按压两段式两档非自锁启动开关7至第二段时，驱动组件21判断按压至第一段与按压至第二段之间是否大于一预设时间间隔，例如设定时间间隔为1s；如果是，脉冲氙气灯2能够发射杀菌消毒光线；如果不是，脉冲氙气灯2不能发射杀菌消毒光线。这里所设置的时间间隔，是为了让该快速脉冲强光杀菌消毒装置有足够的时间进行安全检测步骤，或有足够的时间进行湿度检测步骤或发光指向指示器显示杀菌消毒区域步骤，防止使用者按压过快，跳过安全检测步骤而发射杀菌消毒光线，带来使用风险。当出现按压至第一段与按压至第二段之间小于预设时间间隔时，触发报警，提醒使用者，避免儿童或未阅读操作说明的使用者误操作。
在本实施例中，发光指向指示器9发射激光光斑，激光光斑直径<0.5r，发光功率<5mW；发光指向指示器9安装在前射反光镜13的下方中部，指向抛物线反射镜11的出光口的中心。
在本实施例中，延伸遮光罩3围绕在导光格栅14的四周并向下和向四周延伸10mm~150mm，延伸遮光罩3的材料为紫外线屏蔽材料。
在实际应用中，安全组件可以有很多种形式，或者是一种形式以上的组合，以最大程度提高安全性，下述对安全组件的形式进行列举，但由于现有技术中仍有众多类似的替换方式，因此不作穷举，而类似的替换也应该落入本发明的保护范围之内。
连接判定触点检测：通过在抛物线反射镜11或壳体81上设置连接判定触点5，连接判定触点5与驱动组件21电连接，延伸遮光罩3可拆卸地安装在抛物线反射镜11，当延伸遮光罩3安装在抛物线反射镜11或壳体81时，连接判定触点5被延伸遮光罩3安装触发闭合。这样，在运输、存储或使用时，当延伸遮光罩3没被装上时，连接判定触点5处于断开状态，此时不管进行何种操作，脉冲氙气灯2都不能发射杀菌消毒光线；当延伸遮光罩3被装上后且安装到位后，延伸遮光罩3触发连接判定触点5闭合，之后脉冲氙气灯2才能发射杀菌消毒光线，安全性更高。
姿态检测：安全检测组件包括姿态传感器，姿态传感器与驱动组件21通讯连接。姿态传感器可以用来判断整个快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于竖直状态，来判断整个快速脉冲强光杀菌消毒装置是否有歪斜，当已经达到安全使用状态要求时，快速脉冲强光杀菌消毒装置理应不歪斜或歪斜的角度仅在一个很小的范围内，这个角度可以设置为正负30°，当倾斜角度在正负30°以内时，脉冲氙气灯2才能发射杀菌消毒光线。因此可以通过姿态传感器来判断是否达到安全使用状态要求。当然，也可以配置童锁，例如需要使该快速脉冲强光杀菌消毒装置处于水平状态下工作时，可以通过童锁的控制来跳过姿态传感器的检测步骤，即童锁闭合后，该快速脉冲强光杀菌消毒装置可以在多种姿态下使脉冲氙气灯2发射杀菌消毒光线。
光敏检测：安全检测组件包括预射光源和光敏传感器，预射光源设置在延伸遮光罩3的内部，光敏传感器设在在延伸遮光罩3的外部并与驱动组件21通讯连接。通过在延伸遮光罩3的内部发射测试光线，并在延伸遮光罩3的外部检测测试光线，来判断延伸遮光罩3是否达到覆盖要求。当延伸遮光罩3为柔性伸缩结构时，也可以单独使用光敏传感器，通过把光敏传感器设置在延伸遮光罩3的折叠处，当延伸遮光罩3被压缩到位时，可认为延伸遮光罩3已经达到覆盖要求，由于延伸遮光罩3被压缩折叠，光敏传感器理应被遮挡，因此可以通过光敏传感器是否接收到外部光线来判断是否达到要求，也即安全使用状态检测的一种方式。
行程检测：如图4所示，当延伸遮光罩3为柔性伸缩结构时，安全检测组件包括行程开关，行程开关与驱动组件21电连接，行程开关位于延伸遮光罩3的旁侧并往下伸出，在延伸遮光罩3被压缩后，行程开关被触发。当延伸遮光罩3被压缩到位时，可认为延伸遮光罩3已经达到覆盖要求，同时位于延伸遮光罩3的旁侧的行程开关理应被触发，因此通过行程开关是否被触发来判断是否达到覆盖要求，也是安全使用状态检测的一种方式。
或者，也可以使用人体热释红外传感器，把人体红外线传感器安装到延伸遮光罩3的内部，当位于内部的人体红外线传感器检测到波长10um左右的人体热释红外线时，需要配合其他安全保障方式才能进行后续操作，其他安全保障方式包括如设置按键开关、钥匙开关、指纹锁等。
上述的安全措施可以择一使用或一个以上同时使用，且判断顺序可以按实际需要重新排序。
在实际应用中，如图4和图5所示，可以增设外壳81，把部分组件安装在外壳81上，外壳还可设置把手，方便携带和操作，当然，也可以不设置外壳，把组件都安装在抛物线反射镜11上即可。另外，也可以增设可充电电源82，为各类用电组件进行供电，进一步提高便携性，当然，也可以采用外接电源线的方式进行供电。同时，也可以增设报警器，当检测到没有达到安全使用状态要求时，驱动组件21控制报警器报警。
综上，该种快速脉冲强光杀菌消毒装置可用于医疗、物业、家庭等频繁接触部位的快速杀菌消毒处理，操作简便，使用安全。
控制方法
本发明提供了一种用于上述的快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法，在脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，包括以下步骤：
环境湿度检测步骤，环境湿度检测组件检测环境湿度并把湿度检测结果传送到驱动组件，驱动组件根据湿度检测结果调制脉冲氙气灯的辐射输出剂量。
安全检测步骤，安全检测组件进行安全检测并将安全检测结果传送到驱动组件，驱动组件根据安全检测结果判断是否处于安全使用状态；如果是，脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。当然，当不能发射杀菌消毒光线时，可发出警报提醒。
在本实施例中，安全检测组件包括预射光源和光敏传感器，预射光源设置在延伸遮光罩的内部，光敏传感器设在延伸遮光罩的外部并与驱动组件通讯连接；安全检测步骤包括，预射光源发射测试光线，光敏传感器检测测试光线的强度并将光强检测结果传送到驱动组件，驱动组件根据光强检测结果判断是否处于安全使用状态；如果是，脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。优选地，预射光源为脉冲氙气灯，在安全检测步骤中，驱动组件控制脉冲氙气灯预燃以发射测试光线，即通过合理地控制脉冲氙气灯，使其用特定的形式发射测试光线，便可不单独加装预射光源。
在本实施例中，安全检测组件包括姿态传感器和童锁，姿态传感器和童锁分别与驱动组件通讯连接；安全检测步骤包括，姿态传感器检测快速脉冲强光杀菌消毒装置的倾斜角度并把倾斜角度发送到驱动组件，驱动组件判断倾斜角度是否在一预设范围内；如果是，脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，进入童锁判断步骤，如果童锁闭合，脉冲氙气灯能发射杀菌消毒光线，如果童锁断开，脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
上述的安全检测步骤可以择一使用或一个以上同时使用，且判断顺序可以按实际需要重新排序
在本实施例中，快速脉冲强光杀菌消毒装置还包括模式切换组件，模式切换组件与驱动组件通讯连接；在脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，还包括模式切换步骤，包括模式一、模式二和模式三；在模式一之下，UV-C波段的总输出能量为10mJ/cm2~40mJ/cm2；在模式二之下，UV-C波段的总输出能量为30mJ/cm2~70mJ/cm2；在模式三之下，UV-C波段的总输出能量为50mJ/cm2~120mJ/cm2。具体地，针对不同的杀灭需求，可以作如下设置：
模式一为用于杀灭细菌病毒，UV-C波段的总输出能量预设标准为30 mJ/cm2，实际使用时，根据湿度检测结果乘以一系数修正作为调整后的最终输出能量。
模式二为用于杀灭真菌霉菌，UV-C波段的总输出能量预设标准为50 mJ/cm2，实际使用时，根据湿度检测结果乘以一系数修正作为调整后的最终输出能量。
模式三为用于杀灭顽固菌类、藻类，UV-C波段的总输出能量预设标准为100 mJ/cm2，实际使用时，根据湿度检测结果乘以一系数修正作为调整后的最终输出能量。
综上，基于本发明的提供的控制方法，该种快速脉冲强光杀菌消毒装置的工作步骤如下：
1、依据杀菌环境手动切换模式；
2、按下两段式两档非自锁启动开关第一段并保持；
3、根据环境湿度及模式，驱动组件自动调整紫外线剂量；
4、安全检测模块检测是否处于安全使用状态；
5、启动发光指向指示器，发射激光光斑，显示杀菌消毒区域；
6、把该种快速脉冲强光杀菌消毒装置罩设在待杀菌消毒区域；
7、按下两段式两档非自锁启动开关第二段并保持；
8、启动脉冲氙气灯，发射杀菌消毒光线。
本发明所提供的基于上述快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法能够提高杀菌消毒稳定性及安全性。
应当说明的是，为了实现上述功能及控制方法，本发明所提供的驱动组件内应该设置有程序存储模块、处理器、程序执行模块等控制所需的模块，而根据本发明所公开的内容，本领域的技术人员知晓采用哪些模块和采用哪些编程方式来实现上述功能及控制方法，因此不再在本申请中详述。
在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (12)
1.一种快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：包括抛物线反射镜、脉冲氙气灯、驱动组件、延伸遮光罩、环境湿度检测组件、安全检测组件和发光指向指示器；
所述脉冲氙气灯位于所述抛物线反光镜的对称面上，所述脉冲氙气灯的玻壳轴心与所述抛物线反光镜的焦点之间的距离为0~2r，其中r为所述脉冲氙气灯的玻壳半径；
所述延伸遮光罩围绕在所述抛物线反射镜的出光口并向下伸出；
所述发光指向指示器安装在所述抛物线反射镜内部并指向所述抛物线反射镜的出光口；
所述脉冲氙气灯与所述驱动组件电连接并受控于所述驱动组件，所述环境湿度检测组件与所述驱动组件通讯连接，所述安全检测组件与所述驱动组件通讯连接，所述安全检测组件用于判定该快速脉冲强光杀菌消毒装置是否处于设定的安全使用状态。
2.根据权利要求1所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：
所述脉冲氙气灯的玻壳轴心与所述抛物线反光镜的焦点之间的距离为0.5r~2r。
3.根据权利要求1所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：
所述抛物线反射镜内设置有背射反射镜，所述背射反射镜包括对称设置的两个朝下反射面，该两个朝下反射面的镜面夹角为120°~160°，所述背射反射镜的底面宽度为2r~4r；
所述背射反射镜位于所述抛物线反射镜的焦点的正上方，两个朝下反射面的交点与所述抛物线反射镜的焦点之间的距离为1.5r~6r；
所述背射反射镜的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。
4.根据权利要求1所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：
所述抛物线反射镜内设置有前射反射镜，所述前射反射镜包括对称设置的两个朝上反射面，该两个朝上反射面的镜面夹角为90°~150°，所述前射反射镜的底面宽度为2r~5r；
所述前反射镜位于所述脉冲氙气灯的玻壳轴心的正下方，两个朝上反射面的交点与所述玻壳轴心之间的距离为1.5r~6r；
所述前射反射镜的表面设置有二氧化硅涂层或三氧化二铝涂层。
5.根据权利要求4所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：所述发光指向指示器发射激光光斑，所述激光光斑直径<0.5r，发光功率<5mW；所述发光指向指示器安装在所述前射反光镜的下方中部，指向所述抛物线反射镜的出光口的中心。
6.根据权利要求1所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：所述抛物线反射镜的出光口处设置有导光格栅，所述导光格栅的厚度为3r~6r，所述导光格栅为蜂窝状，构成所述蜂窝状的六边形的边长为1.5mm~5mm。
7.根据权利要求6所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：所述延伸遮光罩围绕在所述导光格栅的四周并向下和向四周延伸10mm~150mm，所述延伸遮光罩的材料为紫外线屏蔽材料。
8.根据权利要求7所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置，其特征在于：还包括连接判定触点，所述连接判定触点与所述驱动组件电连接，所述延伸遮光罩可拆卸地安装在所述导光格栅，当所述延伸遮光罩安装在所述导光格栅上时，所述连接判定触点被所述延伸遮光罩触发闭合。
9.一种用于权利要求1至8中任意一项所述的快速脉冲强光杀菌消毒装置的控制方法，其特征在于，在所述脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，包括以下步骤：
环境湿度检测步骤，所述环境湿度检测组件检测环境湿度并把湿度检测结果传送到所述驱动组件，所述驱动组件根据所述湿度检测结果调制所述脉冲氙气灯的辐照输出剂量；
安全检测步骤，所述安全检测组件进行安全检测并将安全检测结果传送到所述驱动组件，所述驱动组件根据所述安全检测结果判断是否处于安全使用状态；如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；如果不是，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
10.根据权利要9所述的控制方法，其特征在于：
所述快速脉冲强光杀菌消毒装置还包括两段式两档非自锁启动开关，所述两段式两档非自锁启动开关与所述驱动组件电连接；
当按压所述两段式两档非自锁启动开关至第一段时，启动所述安全检测步骤，所述发光指向指示器发射激光光斑；
当按压所述两段式两档非自锁启动开关至第二段时，所述驱动组件判断按压至所述第一段与按压至所述第二段之间是否大于一预设时间间隔；
如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；
如果不是，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
11.根据权利要9所述的控制方法，其特征在于：
所述安全检测组件包括姿态传感器和童锁，所述姿态传感器和童锁分别与所述驱动组件通讯连接；
所述安全检测步骤包括，所述姿态传感器检测所述快速脉冲强光杀菌消毒装置的倾斜角度并把所述倾斜角度发送到所述驱动组件，所述驱动组件判断所述倾斜角度是否在一预设范围内；
如果是，所述脉冲氙气灯能够发射杀菌消毒光线；
如果不是，进入童锁判断步骤，如果所述童锁闭合，所述脉冲氙气灯能发射杀菌消毒光线，如果所述童锁断开，所述脉冲氙气灯不能发射杀菌消毒光线。
12.根据权利要9所述的控制方法，其特征在于：
所述快速脉冲强光杀菌消毒装置还包括模式切换组件，所述模式切换组件与所述驱动组件通讯连接；
在所述脉冲氙气灯发射杀菌消毒光线前，还包括模式切换步骤，包括模式一、模式二和模式三；
在所述模式一之下，UV-C波段的总输出能量为10mJ/cm2~40mJ/cm2；
在所述模式二之下，UV-C波段的总输出能量为30mJ/cm2~70mJ/cm2；
在所述模式三之下，UV-C波段的总输出能量为50mJ/cm2~120mJ/cm2。
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