CN111999672B - 一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法及采用该方法的消毒柜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于包括有以下步骤：步骤一、通过传感器监测脉冲灯管的脉冲闪光，计算脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔Δt；步骤二、判断Δt是否满足：T‑ti≤Δt≤T+ti，若是，返回步骤一，若否，令n＝Δt/T－1，并对n进行四舍五入取整得到Δt区间内的漏闪次数N；步骤三、判断N是否满足：N<Nmax，若是，提示脉冲灯管存在偶然漏闪现象，若否，提示脉冲灯管工作异常。本发明还公开了一种采用该方法的消毒柜。与现有技术相比，本发明的方法能够更加精确地监测脉冲灯管的漏闪次数并采取分级处理措施。

Description

一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法及采用该方法的消毒柜
技术领域
本发明涉及厨房设备技术领域，具体指一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法及采用该方法的消毒柜。
背景技术
脉冲光消毒技术是一种新型的杀菌消毒技术，属于高压气体放电。工作时，首先触发电路对氙气施加高压，触发氙气电离；然后经过长时间充电的储能电容瞬间放电,引起灯管内氙气雪崩式电离，氙气以高强度光辐射的形式将所充电能转化并释放，这就是一个脉冲光的光脉冲。脉冲灯管经过长时间的放电后(百万次放电)，或者电路存在故障，脉冲灯管放电时，会存在脉冲光漏闪现象，影响其杀菌效果。
对于灯管来说，一般会通过传感器来对其工作状态进行监测。如专利申请号为CN201720149452.5(公布号为CN206497193U)的实用新型专利《一种可记录显示闪光次数的气体闪光灯》公开了一种可记录显示闪光次数的气体闪光灯，通过光敏传感器近距离直接接受灯管每一次有效闪光作为计数依据，能够确保光触发闪光计数电路对灯管实际闪光次数进行准确无误的计数，大大方便气体闪光灯的保养保修工作。
但是通过上述方法无法监测脉冲灯管的漏闪次数，且并未公开光敏传感器如何记录有效闪光次数。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法，该方法能够更加精确地监测脉冲灯管的漏闪次数并采取分级处理措施。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法，该方法能够精确记录脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔。
本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种采用上述方法的消毒柜。
本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于包括有以下步骤：
步骤一、通过传感器监测脉冲灯管的脉冲闪光，计算脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔Δt；
步骤二、判断Δt是否满足：T-ti≤Δt≤T+ti，若是，返回步骤一，若否，令n＝Δt/T－1，并对n进行四舍五入取整得到Δt区间内的漏闪次数N；
其中，T＝1/f1，f1和ti为预设值，f1对应脉冲灯管的频闪频率，ti对应脉冲灯管产生的脉冲闪光的脉宽；
步骤三、判断N是否满足：N<Nmax，若是，提示脉冲灯管存在偶然漏闪现象，若否，提示脉冲灯管工作异常；
其中，Nmax为预设值，对应正常状态下脉冲灯管允许漏闪的次数。
为了进一步解决上述第二个技术问题，所述步骤一通过如下方式实现：
步骤A、传感器采集信号；
步骤B、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，记录t1，进入步骤C，若否，返回步骤A；
步骤C、传感器采集信号；
步骤D、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，返回步骤C，若否，进入步骤E；
步骤E、传感器采集信号；
步骤F、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，记录t2，进入步骤G，若否，返回步骤E；
其中，传感器采集信号的频率f2满足以下条件：ti＞1/f2；
并且，所述的Δt＝t2-t1，所述的ti≤T/2。
这样，一方面可以避免脉冲闪光脉宽的存在导致重复计入脉冲灯管同一次放电的次数；另一方面可以避免因采集频率过低而遗漏脉冲灯管放电的次数。
为了避免脉冲灯管不放电情况下的信号被比较，第一种方案为：所述的传感器为光强传感器或声音传感器，用于采集信号强度X；
所述的步骤B、步骤D和步骤F中，若X＞X0，则认定采集到脉冲灯管的脉冲闪光，X0为预设值，对应外界环境信号强度的上限。
优选地，所述的传感器为光强传感器，所述X0的值为0～0.01J/cm2。
优选地，所述的传感器为声音传感器，所述X0的值为0～40dB。
第二种方案为：所述的传感器为光谱采集器，用于采集光线波长λ；
所述的步骤B、步骤D和步骤F中，若λmin≤λ≤λmax，则认定采集到脉冲灯管的脉冲闪光，λmin和λmax为预设值，分别对应正常状态下脉冲灯管放电时特定部分的最小波长和最大波长。
优选地，所述λmin的值为100～200nm，所述λmax的值为275～400nm，对应紫外波段的范围，避免环境中红外部分和可见光部分对测试结果造成影响。
优选地，所述f1的值为1～2Hz，所述ti的值为50～200μs。
优选地，所述Nmax的值为1～2。
本发明解决上述第三个技术问题所采用的技术方案为：一种采用上述监测脉冲灯管漏闪现象的方法的消毒柜，包括有具有消毒腔的柜体，所述的的消毒腔中安装有能够放电产生脉冲闪光的所述脉冲灯管以及用于监测脉冲灯管脉冲闪光的传感器，所述的消毒柜设有控制器，该控制器与所述的脉冲灯管和传感器电连接。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过传感器监测脉冲灯管的脉冲闪光，将脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔进行分析后判断脉冲灯管是否存在漏闪现象，提示用户脉冲灯管的漏闪情况，以达到更好的消毒效果，该方法能够更加精确地监测脉冲灯管的漏闪次数并采取分级处理措施。
附图说明
图1为本发明采用监测脉冲灯管漏闪现象的方法的消毒柜的实施例的立体结构示意图；
图2为本发明实施例1中监测脉冲灯管漏闪现象的方法的流程图；
图3为本发明实施例2中监测脉冲灯管漏闪现象的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1和图2所示，为本发明采用监测脉冲灯管漏闪现象的方法的消毒柜的第一个优选实施例。
如图1所示，该消毒柜包括有具有消毒腔11的柜体1、安装在消毒腔11中的脉冲灯管2和传感器3，消毒柜具有控制器，该控制器与上述脉冲灯管2和传感器3，且具有计时器。
其中，脉冲灯管2能产生波长为200～1100nm的脉冲闪光，对消毒腔11进行高效消毒。脉冲闪光杀菌的作用机理为光谱范围内各波段协同作用，主要体现在三个方面：
(1)紫外波段的光化学反应：脉冲强光光谱中的紫外光部分照射微生物时，核酸物质(DNA、RNA)中的胸腺嘧啶、胞嘧啶之间发生光化学反应生成二聚物，导致微生物核酸物质受损)；
(2)闪照热效应：当每cm2面积上的峰值功率达到1000W以上时，微生物将被加热>100℃，因闪照时间极短，微生物无法正常降温，导致细胞壁破裂融解而死亡；
(3)脉冲效应：脉冲强光的穿透性和瞬时高能机械冲击损坏了细胞壁和其他细胞成分，导致细菌死亡。
传感器3为光强传感器或声音传感器，用于采集脉冲放电发光时的光强或者脉冲灯管两级放电时弧光放电产生的声音。将脉冲灯管产生的脉冲闪光的脉宽记为ti，将传感器采集信号的频率记为f2，ti的值一般远小于脉冲频闪的周期T，本实施例中，ti和f2的关系满足：ti＞1/f2，f2为20KHZ，且ti≤T/2。
表1显示了脉冲闪光的脉宽和本发明消毒柜消毒效果的关系。
表1：
Figure BDA0002610102290000041
从表1可以看出，并不是只要脉冲闪光就能够对细菌或病毒起到杀灭作用，通过研究分析我们发现脉冲光杀菌效果和脉宽设定关系密切，结合消毒柜产品使用，在保证产品整机EMC测试通过的前提下，脉宽最佳频段范围10～500μs(优选为50～200μs)，此范围内脉宽在单脉冲能量密度达到0.01J/cm2以上时，就能达到比较好的杀菌消毒效果。
另外，脉冲闪光消毒效果跟脉冲闪光的闪照能量密度和闪照次数有关，闪照能量密度越大，频闪频率越高。表2显示了脉冲闪光的频闪频率和本发明消毒柜消毒效果的关系。
表2：
Figure BDA0002610102290000042
从表2可以看出，频闪频率越高，消毒杀菌效果越好，但是会降低灯管使用寿命。为了在保证杀菌率的前提下，使灯管寿命做到5年以上，优选频闪频率为1～2Hz。
表3显示了频闪频率设置为2Hz、脉冲光能量密度为0.2J/cm 2条件下，对大肠杆菌作用5分钟后，本发明消毒柜不同部位的消毒效果。
表3：
Figure BDA0002610102290000051
其中，上层和下层指的是消毒腔中位于上下两层的两个抽屉，靠近消毒腔后背板的布点称为里，靠近箱体门玻璃的布点是外。从表3可以看出，消毒效果可以达到4个对数值以上。
表4示出了在脉冲灯管的外周套设滤紫外石英玻璃管和未套设石英玻璃管下，本发明消毒柜的消毒效果，滤紫外石英玻璃管全覆盖氙灯发光主体，我们认为过滤紫外光后的光谱只有可见光波段和红外波段。
表4：
Figure BDA0002610102290000052
从表4可以看出：脉冲灯管光谱波段范围紫外波段仅起到辅助消毒杀菌的效果。
表5示出了相同的实验条件下安装有紫外灯管的消毒柜和本发明消毒柜的消毒效果对比，其中紫外灯管功率20W，脉冲氙灯能量密度0.2J/cm2。
表5：
Figure BDA0002610102290000053
从表5中可以看出，脉冲光比紫外光杀菌效率高。
注：上述杀菌性能的测试方法引用GB 17988-2008附录AA,BB,CC。
如图2所示，上述消毒柜监测脉冲灯管漏闪现象的方法包括有以下步骤：
步骤1、开始：设定消毒时间t0，开启脉冲灯管、传感器、控制器，进入步骤2；
t0的值一般为10～120min；
步骤2、传感器采集信号强度X，进入步骤3；
步骤3、判断X是否满足：X＞X0，若是(说明传感器采集到脉冲闪光)，进入步骤4，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光)，返回步骤2；
X0为预设值，对应外界环境信号强度的上限；
当传感器为光强传感器时，X0的值为0～0.01J/cm2；
当传感器为声音传感器时，X0的值为0～40dB；
步骤4、判断计时器的数值t是否小于t0，若是(说明消毒时间未到设定值)，进入步骤5，若否(说明消毒时间已到设定值)，进入步骤16；
步骤5、记录t1，进入步骤6；
步骤6、传感器采集信号强度X，进入步骤7；
步骤7、判断X是否满足：X＞X0，若是(说明传感器采集到脉冲闪光，前一次采集到的脉冲闪光未结束)，返回步骤6，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光，前一次采集到的脉冲闪光已结束)，进入步骤8；
步骤8、传感器采集信号强度X，进入步骤9；
步骤9、判断X是否满足：X＞X0，若是(说明传感器采集到新一次的脉冲闪光)，进入步骤10，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光)，返回步骤8；
步骤10、记录t2，进入步骤11；
步骤11、判断Δt是否满足：T-ti≤Δt≤T+ti，若是，返回步骤2，若否，进入步骤12；
步骤12、令n＝Δt/T－1，并对n进行四舍五入取整得到Δt区间内的漏闪次数N，进入步骤13；
Δt＝t2-t1，T＝1/f1，f1为预设值，对应脉冲灯管的频闪频率，f1的值为1～2Hz；
步骤13、判断N是否满足：N<Nmax，若是，进入步骤14，若否，进入步骤15；
Nmax为预设值，对应正常状态下脉冲灯管允许漏闪的次数，Nmax的值为1～2；
步骤14、提示脉冲灯管存在偶然漏闪现象(用户可选择更长的消毒时间)，进入步骤16；
步骤15、提示脉冲灯管工作异常(用户可更换新的脉冲灯管)，进入步骤16；
步骤16、结束：关闭脉冲灯管、传感器、控制器。
其中，对于脉冲灯管来说，脉冲光漏闪的原因主要有：
(1)脉冲灯管的气压参数影响：若灯管内的氙气压强高于正常值，造成起闪灯管负载的电压偏高，而电容匹配的电压低于该灯管的起闪电压，脉冲灯管会出现漏闪；脉冲灯管气压参数的异常，导致的漏闪，会重复多次发生，也会出现连续多次的漏闪，此时宜更换脉冲灯管；
(2)脉冲灯管正常：若电容偶尔一次充电不足，在脉冲光灯管起闪时，无法提供脉冲灯管的正常起闪电压；该原因导致的漏闪现象偶尔发生，出现间断性的漏闪现象，此时宜选择更长的消毒时间。
实施例2：
如图3所示，为本发明采用监测脉冲灯管漏闪现象的方法的消毒柜的第二个优选实施例。与实施例1的不同之处在于：
本实施例中，传感器3为光谱采集器，用于采集脉冲放电发光时的波长。
上述消毒柜监测脉冲灯管漏闪现象的方法包括有以下步骤：
步骤1、开始：设定消毒时间t0，开启脉冲灯管、传感器、控制器，进入步骤2；
步骤2、传感器采集光线波长λ，进入步骤3；
步骤3、判断λ是否满足：λmin≤λ≤λmax，若是(说明传感器采集到脉冲闪光)，进入步骤4，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光)，返回步骤2；
λmin和λmax为预设值，分别对应正常状态下脉冲灯管放电时特定部分的最小波长和最大波长，λmin的值为100～200nm，λmax的值为275～400nm；
步骤4、判断计时器的数值t是否小于t0，若是(说明消毒时间未到设定值)，进入步骤5，若否(说明消毒时间已到设定值)，进入步骤16；
步骤5、记录t1，进入步骤6；
步骤6、传感器采集光线波长λ，进入步骤7；
步骤7、判断λ是否满足：λmin≤λ≤λmax，若是(说明传感器采集到脉冲闪光，前一次采集到的脉冲闪光未结束)，返回步骤6，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光，前一次采集到的脉冲闪光已结束)，进入步骤8；
步骤8、传感器采集光线波长λ，进入步骤9；
步骤9、判断λ是否满足：λmin≤λ≤λmax，若是(说明传感器采集到新一次的脉冲闪光)，进入步骤10，若否(说明传感器未采集到脉冲闪光)，返回步骤8；
步骤10、记录t2，进入步骤11；
步骤11、判断Δt是否满足：T-ti≤Δt≤T+ti，若是，返回步骤2，若否，进入步骤12；
步骤12、令n＝Δt/T－1，并对n进行四舍五入取整得到Δt区间内的漏闪次数N，进入步骤13；
Δt＝t2-t1，T＝1/f1，f1为预设值，对应脉冲灯管的频闪频率，f1的值为1～2Hz；
步骤13、判断N是否满足：N<Nmax，若是，进入步骤14，若否，进入步骤15；
Nmax为预设值，对应正常状态下脉冲灯管允许漏闪的次数，Nmax的值为1～2；
步骤14、提示脉冲灯管存在偶然漏闪现象(用户可选择更长的消毒时间)，进入步骤16；
步骤15、提示脉冲灯管工作异常(用户可更换新的脉冲灯管)，进入步骤16；
步骤16、结束：关闭脉冲灯管、传感器、控制器。
本发明通过传感器监测脉冲灯管的脉冲闪光，将脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔进行分析后判断脉冲灯管是否漏闪，在漏闪情况下，通过分析漏闪类型提示用户选择更长的消毒时间或更换新的脉冲灯管，以达到更好的消毒效果。

Claims (10)

1.一种监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于包括有以下步骤：
步骤一、通过传感器监测脉冲灯管的脉冲闪光，计算脉冲灯管相邻两次放电的时间间隔Δt；
步骤二、判断Δt是否满足：T-ti≤Δt≤T+ti，若是，返回步骤一，若否，令n＝Δt/T－1，并对n进行四舍五入取整得到Δt区间内的漏闪次数N；
其中，T＝1/f1，f1和ti为预设值，f1对应脉冲灯管的频闪频率，ti对应脉冲灯管产生的脉冲闪光的脉宽；
步骤三、判断N是否满足：N<Nmax，若是，提示脉冲灯管存在偶然漏闪现象，若否，提示脉冲灯管工作异常；
其中，Nmax为预设值，对应正常状态下脉冲灯管允许漏闪的次数。
2.根据权利要求1所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述步骤一通过如下方式实现：
步骤A、传感器采集信号；
步骤B、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，记录t1，进入步骤C，若否，返回步骤A；
步骤C、传感器采集信号；
步骤D、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，返回步骤C，若否，进入步骤E；
步骤E、传感器采集信号；
步骤F、判断是否采集到脉冲灯管的脉冲闪光，若是，记录t2，进入步骤G，若否，返回步骤E；
其中，传感器采集信号的频率f2满足以下条件：ti＞1/f2；
并且，所述的Δt＝t2-t1，所述的ti≤T/2。
3.根据权利要求2所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述的传感器为光强传感器或声音传感器，用于采集信号强度X；
所述的步骤B、步骤D和步骤F中，若X＞X0，则认定采集到脉冲灯管的脉冲闪光，X0为预设值，对应外界环境信号强度的上限。
4.根据权利要求3所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述的传感器为光强传感器，所述X0的值为0～0.01J/cm2。
5.根据权利要求3所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述的传感器为声音传感器，所述X0的值为0～40dB。
6.根据权利要求2所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述的传感器为光谱采集器，用于采集光线波长λ；
所述的步骤B、步骤D和步骤F中，若λmin≤λ≤λmax，则认定采集到脉冲灯管的脉冲闪光，λmin和λmax为预设值，分别对应正常状态下脉冲灯管放电时特定部分的最小波长和最大波长。
7.根据权利要求6所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述λmin的值为100～200nm，所述λmax的值为275～400nm。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述f1的值为1～2Hz，所述ti的值为50～200μs。
9.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法，其特征在于：所述Nmax的值为1～2。
10.一种采用权利要求1至9中任一权利要求所述的监测脉冲灯管漏闪现象的方法的消毒柜，包括有具有消毒腔(11)的柜体(1)，所述的的消毒腔(11)中安装有能够放电产生脉冲闪光的所述脉冲灯管(2)以及用于监测脉冲灯管脉冲闪光的传感器(3)，所述的消毒柜设有控制器，该控制器与所述的脉冲灯管(2)和传感器(3)电连接。
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