CN112516345A - 紫外光源杀菌装置及杀菌方法 - Google Patents
紫外光源杀菌装置及杀菌方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112516345A CN112516345A CN202011492202.4A CN202011492202A CN112516345A CN 112516345 A CN112516345 A CN 112516345A CN 202011492202 A CN202011492202 A CN 202011492202A CN 112516345 A CN112516345 A CN 112516345A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sterilization
- light source
- ultraviolet
- ultraviolet light
- panel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 title claims abstract description 250
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 title claims abstract description 217
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 claims description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 3
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000002070 germicidal effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000249 desinfective effect Effects 0.000 description 16
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 15
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 7
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 2
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 241000190070 Sarracenia purpurea Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 2
- 241000193449 Clostridium tetani Species 0.000 description 1
- 241000711573 Coronaviridae Species 0.000 description 1
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- 244000045947 parasite Species 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000004083 survival effect Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/02—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
- A61L2/08—Radiation
- A61L2/10—Ultraviolet radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L2/00—Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
- A61L2/24—Apparatus using programmed or automatic operation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Apparatus For Disinfection Or Sterilisation (AREA)
Abstract
本发明涉及一种紫外光源杀菌装置，包括：支架(1)、支杆(2)、支承座(3)和光源杀菌结构(4)，所述支杆(2)的安装端与所述支架(1)连接，自由端与所述支承座(3)连接，所述支杆(2)通过所述安装端可往复移动地支承在所述支架(1)上，所述支承座(3)可以所述自由端为轴旋转，所述光源杀菌结构(4)可调整照射角度地支承在所述支承座(3)上。本发明的紫外光源杀菌装置自带测距功能，能够实时根据不同的杀菌距离，而调整杀菌时间，实现均匀、准确和高效杀菌；采用紫外截头圆锥形凹槽阵列设计，使紫外杀菌灯具有很高的定向性，同时可以降低紫外线功率的衰减。本发明的紫外光源杀菌装置能够实现独立空间内360度无死角杀菌。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌装置技术领域，尤其涉及一种紫外光源杀菌装置和杀菌方 法。
背景技术
人们生活的环境中细菌无处不在，这些细菌大部分是对身体健康有害的， 如大肠杆菌、破伤风梭菌等。同时，病毒也时刻缠绕我们身边，威胁我们人类 健康。因为，紫外线能够对细菌的脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA) 的分子键进行破坏，破坏原有细菌菌落并阻止细菌的复制繁殖，所以紫外线能 够杀死细菌和病毒。紫外线杀菌消毒技术是利用高强度紫外线照射，将各种细 菌、病毒、寄生虫等微生物直接杀死。紫外线杀菌具有广谱高效性，对大部分 细菌和病毒具有秒杀能力，所以目前被广泛应用于民生、医疗以及生产制造行 业。
为了应对细菌的肆虐，为了让生活环境更加无菌安全，各种杀菌消毒装置 被制造出来。最流行的当属便捷式杀菌装置，如紫外创可贴、紫外线杀菌箱包、 手持式表面杀菌器等。同时，各种水体杀菌装置也被制作出来，如紫外线杀菌 加湿器，紫外线静态水杀菌装置，紫外线动态水杀菌装置。这些杀菌装置已经 很大程度上满足了人们对近距离表面杀菌，近距离空气杀菌，近距离水杀菌的 需求。
近距离的杀菌需求非常大，但是对于大空间远距离的杀菌需求也存在很多 应用场景。然而现有紫外杀菌技术存在以下缺点：
1.现有紫外线的定向性非常差，杀菌的能量非常难以集中，难以做到高效 杀菌。
2.紫外线在空气及水中传播存在指数级衰减规律，势必导致紫外线经过远 距离传输后功率明显降低，杀菌消毒效率明显下降甚至可能起不到杀菌消毒的 作用。
3.没办法测量杀菌距离，无法感知和计算不同距离下紫外线能量的损耗大 小。
4.无法大面积多角度杀菌。
5.远距离紫外线无法定向聚焦，导致杀菌效率低；
6.手持式杀菌设备需要人员辅助，且容易导致遗漏而杀菌不全面的问题；
7.现有杀菌设备无法探测杀菌距离，从而无法计算所需杀菌时间的问题；
8.照射到达杀菌表面的剂量不均匀，致使杀菌率不均匀的问题
由于远距离杀菌消毒的以上缺点，使得远距离杀菌显得非常低效率，所以 解决以上缺点对远距离紫外线杀菌消毒的应用拓展显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于解决上述背景技术中的至少一个问题，提供一种紫外光 源杀菌装置及杀菌方法。
为实现上述目的，本发明提供一种紫外光源杀菌装置，包括：支架、支杆、 支承座和光源杀菌结构，所述支杆的安装端与所述支架连接，自由端与所述支 承座连接，所述支杆通过所述安装端可往复移动地支承在所述支架上，所述支 承座可以所述自由端为轴旋转，所述光源杀菌结构可调整照射角度地支承在所 述支承座上。
根据本发明的一个方面，所述支架包括底座和支承在所述底座上的支承杆， 所述支承杆上设有滑轨。
根据本发明的一个方面，所述支杆的安装端设有滑座，所述滑座与所述滑 轨配合连接并且可在所述滑轨上往复移动。
根据本发明的一个方面，所述支杆的自由端的外壁设有环形滑轨，所述支 承座可沿所述环形滑轨进行旋转运动地支承在所述自由端上。
根据本发明的一个方面，所述光源杀菌结构包括光源杀菌面板和定位杆， 所述定位杆的一端与所述支承座固定连接，另一端与所述光源杀菌面板转动连 接。
根据本发明的一个方面，所述光源杀菌面板包括杀菌面板，设置在所述杀 菌面板上的多个紫外LED灯和多个红外激光测距探头，以及支承在所述杀菌面 板上用于封盖所述紫外LED灯和所述红外激光测距探头的UV发光面。
根据本发明的一个方面，所述杀菌面板由多个杀菌模块组成，多个所述紫 外LED灯均匀有序地布置在各所述杀菌模块上组成多个紫外LED杀菌模组。
根据本发明的一个方面，所述紫外LED灯的波长为200nm～320nm，并且所 述紫外LED灯的波长连续可调。
根据本发明的一个方面，所述紫外LED灯的芯片由AlGaN体系材料制备而 成。
根据本发明的一个方面，所述紫外LED灯的芯片的结构为在衬底上依次生 长非掺AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、AlGaN量子阱层和P型AlGaN层。
根据本发明的一个方面，所述衬底可以为硅衬底、石英衬底、玻璃衬底、 蓝宝石衬底或者碳化硅衬底。
根据本发明的一个方面，所述紫外LED灯的芯片的结构采用MOCVD、MBE 或者HVPE生长。
根据本发明的一个方面，各所述杀菌模块上设有多个均匀有序地排布的倒 置的截头圆锥形凹槽，所述紫外LED灯安装在所述倒置的截头圆锥形凹槽中。
根据本发明的一个方面，所述红外激光测距探头设置在所述杀菌面板的中 心和四周。
为实现上述目的，本发明还提供一种利用上述紫外光源杀菌装置的杀菌方 法，包括步骤：
测定所述光源杀菌结构与待杀菌表面的距离；
规划所述光源杀菌结构上的紫外光源的照射路径；
执行所述照射路径，使所述照射路径上各点的杀菌率相同。
根据本发明的一个方面，执行所述照射路径，使所述照射路径上各点的杀 菌率相同的方法为：根据紫外光源与待杀菌表面之间的距离，通过调整所述照 射路径上各点紫外光源的照射时间或者照射强度来达到各点杀菌率一致。
根据本发明的一个方案，各杀菌模块上设有多个均匀有序地排布的倒置的 截头圆锥形凹槽，紫外LED灯安装在倒置的截头圆锥形凹槽中。这样一来，截 头圆锥形凹槽构成了扩口水杯的形状，紫外LED灯设置在其中可以有效发散照 射光，使得杀菌光线更加分散，杀菌面积更大，多个截头圆锥形凹槽和紫外LED 灯集合在杀菌模块中时，光线可以扩散至重合无死角，这样可以有效地对单位 面积的待杀菌表面进行无死角杀菌，使得杀菌更加彻底有效，保证杀菌效率。
根据本发明的一个方案，红外激光测距探头设置在杀菌面板的中心和四周。 即多个红外激光测距探头均匀地布置在杀菌面板上。如此设置，可以使得在调 整杀菌面板进行杀菌的过程中，可以通过其上设置的红外激光测距探头有效地 得知杀菌表面各点与其杀菌面板之间的精准距离，这样可以根据距离有效地进 行杀菌强度和杀菌时间的调整，以使得杀菌表面上各点的杀菌效果一致和杀菌 率一致。
根据本发明的方案，解决了手持式杀菌设备的例如操作麻烦、费时费力和 杀菌不均匀彻底等诸多弊端；本发明的紫外光源杀菌装置自带测距功能，能够 实时根据不同的杀菌距离，而调整杀菌时间，实现均匀、准确和高效杀菌；本 发明的紫外光源杀菌装置采用紫外光源或者紫外激光器作为杀菌光源，采用紫 外截头圆锥形凹槽(反射杯)阵列设计，使紫外杀菌灯具有很高的定向性，同 时可以降低紫外线功率的衰减。并且，可以根据空间大小的不同，可以在杀菌 模块上集成不同数量、不同功率的紫外LED灯珠；本发明的紫外光源杀菌装置 带高度固定的支架和高度可调整的支杆(电动升降杆)，同时带可自动旋转的 支承座，自动旋转的角度为360度；还带有可俯仰的杀菌面板，俯仰角度为±90 度；本发明的紫外光源杀菌装置能够实现独立空间内360度无死角杀菌。
附图说明
图1和图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的紫外光源杀菌装置的 立体图；
图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的光源杀菌面板的主视图；
图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的截头圆锥形凹槽与紫外LED 灯连接示意图；
图5示意性表示根据本发明的杀菌方法的流程图；
图6示意性表示杀菌照射剂量原理图。
具体实施方式
下面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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护范围。
图1和图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的紫外光源杀菌装置的 立体图。如图1所示，根据本发明的紫外光源杀菌装置，包括：支架1、支杆 2、支承座3和光源杀菌结构4。在本实施方式中，支杆2的安装端(即图1中 下端)与支架1滑动连接，自由端(即图1中上端)与支承座3连接，支杆2 通过安装端可以上下往复移动地支承在支架1上，即支杆2可以在支架1上进 行上下滑动。支承座3则可以以支杆2的上端自由端为轴进行旋转运动，如图1 所示，支承座3整体呈一个圆柱体，该圆柱体的中心实际上具有通孔，而支杆2 的上端伸入支承座3的通孔中，支承座3则可以支杆2为轴在支杆2的自由端 上转动，这样可以带动支承在支承座3上的光源杀菌结构4进行旋转运动。不 仅如此，光源杀菌结构4还可以进行上下方向的翻转运动，这样可以调整照射 角度。由此可知，带有紫外光源的光源杀菌结构4可以通过上述支架1、支杆 2、支承座3和其自身的结构及结构关系布置，能够实现空间位置的自由调整， 如此可以实现大面积多角度扫描杀菌、独立空间内360度无死角杀菌，使得杀 菌均匀全面，杀菌效果有效提高。
进一步地，如图2所示，在本实施方式中，支架1包括底座101和支承在 底座101上的支承杆102，其中支承杆102上设有滑轨1021。支杆2的安装端 设有滑座201，滑座201与滑轨1021配合滑动连接，使得支杆2可以在支承杆102 上进行上下往复移动。在本实施方式中，滑座201可以为电动驱动在滑轨1021 上往复移动。
进一步地，在本实施方式中，支杆2的自由端的外壁设有环形滑轨，支承 座3的内壁设有与环形滑轨配合滑动连接的结构，这样可以使得支承座3通过 支杆2的自由端的环形滑轨进行旋转运动。在本实施方式中，环形滑轨可以是 环形凹槽或者是环形凸起，与其配合的结构可以是环形凸起或者环形凹槽。当 然其他能够实现支承座3以支杆2为轴进行旋转的方式也同样属于本发明的构 思范围之内。如此设置，可以使得光源杀菌结构4通过支承座3在支杆的自由 端进行自由旋转，这样在杀菌过程中可以实现任意调整水平圆周方向的杀菌角 度和杀菌范围，使得操作更加灵活方便，工作效率更高。
进一步地，如图1和图2所示，在本实施方式中，光源杀菌结构4包括光 源杀菌面板401和定位杆402，其中定位杆402的左端与支承座3固定连接，右 端与光源杀菌面板401转动连接。如此设置，可以使得光源杀菌面板401可以 以定位杆402的端部为支点进行俯仰运动，即上述上下方向的翻转运动，这样 可以实现任意调整竖直方向上的杀菌角度和杀菌范围，使得杀菌动作更加灵活 多变，杀菌范围进一步扩大，节省人力物力，提高工作效率。
进一步地，图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的光源杀菌面板的 主视图。如图1、图2和图3所示，在本实施方式中，光源杀菌面板401包括杀 菌面板4011、设置在杀菌面板4011上的多个紫外LED灯4012和多个红外激光 测距探头4013，以及支承在杀菌面板4011上用于封盖紫外LED灯4012和红外 激光测距探头4013的UV发光面4014。如图3所示，在本实施方式中，杀菌面 板4011由多个杀菌模块a组成，多个紫外LED灯4012均匀有序地布置在各杀 菌模块a上组成多个紫外LED杀菌模组A。在本实施方式中，紫外LED灯4012 的波长为200nm～320nm，并且紫外LED灯的波长连续可调。紫外LED灯4012 的芯片由AlGaN体系材料制备而成，并且紫外LED灯4012的芯片的结构为在 衬底上依次生长非掺AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、AlGaN量子阱层和P型 AlGaN层。其中，衬底可以为硅衬底、石英衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底或者 碳化硅衬底。紫外LED灯4012的芯片的结构可以采用MOCVD、MBE或者HVPE 生长。如此设置，可以极大地提高紫外LED灯的光功率，提高紫外光线能量， 从而提高杀菌强度和杀菌效率。
图4示意性表示根据本发明的一种实施方式的截头圆锥形凹槽与紫外LED 灯连接示意图。如图3和图4所示，在本实施方式中，各杀菌模块a上设有多 个均匀有序地排布的倒置的截头圆锥形凹槽a1，紫外LED灯4012安装在倒置 的截头圆锥形凹槽a1中。这样一来，截头圆锥形凹槽a1构成了扩口水杯的形状， 紫外LED灯4012设置在其中可以根据截头圆锥形凹槽a1的内壁进行发散照射 光，使得杀菌光线按照轨迹分散，杀菌面积适中，这样一来，多个截头圆锥形 凹槽a1和紫外LED灯4012集合在杀菌模块a中时，所有射出光线可以扩散至重合无死角，这样可以有效地对单位面积的待杀菌表面进行无死角杀菌，使得 杀菌更加彻底有效，保证杀菌效率，而且因为截头圆锥形凹槽a1可以起到一定 的聚光作用(即使得光线减少向四周任意扩散的程度)，使得光线更加聚集， 杀菌强度更高，杀菌效果更好。
不仅如此，如图3所示，在本实施方式中，红外激光测距探头4013设置在 杀菌面板4011的中心和四周。即多个红外激光测距探头4013均匀地布置在杀 菌面板4011上。如此设置，可以使得在调整杀菌面板4011进行杀菌的过程中， 可以通过其上设置的红外激光测距探头4013有效地得知杀菌表面各点与其杀菌 面板4011之间的精准距离，这样可以根据距离有效地进行杀菌强度和杀菌时间 的调整，以使得杀菌表面上各点的杀菌效果一致和杀菌率一致。
进一步地，本发明还提供一种利用上述紫外光源杀菌装置的杀菌方法，该 方法流程图如图5所示，具体步骤如下：
a.测定光源杀菌结构4与待杀菌表面的距离；
b.规划光源杀菌结构4上的紫外光源的照射路径；
c.执行照射路径，使照射路径上各点的杀菌率相同。
根据本发明的一种实施方式，执行照射路径，使照射路径上各点的杀菌率 相同的方法为：根据紫外光源与待杀菌表面之间的距离，通过调整照射路径上 各点紫外光源的照射时间或者照射强度来达到各点杀菌率一致。
在本实施方式中，该方法的照射路径可以预先设定，该方法的照射路径上 的各点紫外光线的照射时间或照射强度按照紫外光源与待消杀表面的距离的进 行设定。
图6示意性表示杀菌照射剂量原理图。结合图6所示，例如在单位距离L0上该点的照射强度P0，如果满足一定杀菌率的要求，则该点的照射剂量要达到W0， 其中W0＝P0*T0，T0为该点的照射时间。
在距离为Li上的各点的照射强度Pi，该点的紫外射线的照射时间Ti，通过 调整Ti达到调整Wi的目的，达到照射路径上各点的杀菌率一致即Wi＝W0。
值得说明的是，现有的紫外线汞灯的消毒杀菌方法，紫外线汞灯对于特定 空间的消毒杀菌采用散射方式，指向性不强，光源点距离照射路径上各点距离 不同，导致特定空间各点的照射剂量不均匀，即有些点的照射剂量过大，有些 点的照射剂量过小。
本发明采用高指向的聚光紫外光源进行扫描式照射(即上述结构形式)， 该改进能对于特定空间的各点达到同等的照射剂量，即同等的杀菌率，达到很 好的均匀性。
实际上，本发明所述均匀性是指特定空间的各点的杀菌率相同。这里均匀 性的意义在于消杀不得有遗漏，不得有低于平均杀菌率的点。因为遗漏点会传 染病菌，达不到消杀的真正目的。例如，新冠病毒具有存活时间长、传播速度 快的特性，假设采用汞灯消杀，在特定空间中有些点消杀过量，有些点会有消 杀不足，会有病毒残留，这些含有大量病毒的点会降低特定空间的整体安全水 平。所以杀菌率的均匀性具有重要的意义。
进一步地，根据本发明的上述方案，以下以几种具体实施例的方式进一步 详述本发明的方案。
实施例1
一种应用于酒店客房的紫外LED杀菌装置，包括如下部件、制作和使用过 程：
(1)酒店客房用紫外LED杀菌装置底座采用可移动式的设计方式，底座 为不锈钢制作，长宽高分别为500mm*500mm*100mm。底座四个角分别固定一 个万向轮，可以推动到客房试用；
(2)底座上安装高度固定的支承杆和高度可调整的支杆(电动)。其中支 承杆的高度为2米，支杆的可升降范围为0.5米～2米。总的可以升降的高度为 0.5米～4米；
(3)支承座安装在支杆的上面，此支承座能够围绕支杆旋转360度；
(4)可俯仰的光源杀菌面板安装在支承座的末端，俯仰的角度为±90度。 杀菌面板的大小为400mm*400mm，杀菌面板背部安装冷却装置；
(5)杀菌面板上安装带截头圆锥形凹槽状阵列的杀菌紫外LED灯，截头 圆锥形凹槽的倾角为30度，截头圆锥形凹槽采用镀铝材质。紫外LED灯安装 在截头圆锥形凹槽的底部，底部的直径为5mm。紫外LED灯的波长为265nm， 灯珠布置为横纵各20颗，总共400颗。400颗总功率为4W；
(6)嵌入杀菌面板的测距红外激光探头安装在杀菌面板的中心位置，总共 1个测距探头，探头能够测试出面板中心位置离物体表面的距离；
(7)计算杀菌时间的控制软件能够控制旋转杆的旋转速度以控制杀菌时间， 杀菌时间计算的原理即为距离的反比。当距离越远，物品表面处功率越低，杀 菌时间越长。反之，当距离越近，物品表面处功率越高，杀菌时间越短。
(8)杀菌时间的计算依据固定辐照剂量来设计，依据实验测试数据，设定 不同距离下的紫外辐照度。在固定辐照剂量的情况下，根据不同距离下辐照度， 算出杀菌时间，从而计算旋转的速度。
(9)杀菌装置推至客房中心位置，进行全方位扫描杀菌。扫描杀菌从墙顶 位置开始扫描，至底部地板位置结束，完成360度全客房覆盖杀菌。
实施例2
一种应用于学校教室的紫外LED杀菌装置，包括如下部件和制作和使用过 程：
(1)学校教室用紫外LED杀菌装置底座采用可移动式的设计方式，底座 为不锈钢制作，长宽高分别为100mm*100mm*100mm。底座直接固定在教室的 房顶，垂吊下来；
(2)底座上安装高度固定的支承杆和高度可调整的支杆(电动)。其中支 承杆的高度为0.5米，支杆的可升降范围为0.2米～0.5米。总的可以升降的高度 为0.5米；
(3)支承座安装在支杆的上面，此支承座能够围绕支杆旋转360度；
(4)可俯仰的杀菌面板安装在旋转杆的末端，俯仰的角度为±90度。杀菌 面板的大小为500mm*500mm，杀菌面板背部安装冷却装置；
(5)杀菌面板上安装带截头圆锥形凹槽状阵列的杀菌紫外LED灯，反射 杯的倾角为45度，截头圆锥形凹槽采用镀铝材质。紫外LED灯珠安装在截头 圆锥形凹槽的底部，底部的直径为5mm。紫外灯珠的波长为270nm，灯珠布置 为横纵各30颗，总共900颗。900颗总功率为9W；
(6)嵌入杀菌面板的测距红外激光探头安装在杀菌面板的四个角和中心位 置，总共5个测距探头，探头能够测试出面板中心位置离物体表面的距离；
(7)计算杀菌时间的控制软件能够控制旋转杆的旋转速度以控制杀菌时间， 杀菌时间计算的原理即为距离的反比。当距离越远，物品表面处功率越低，杀 菌时间越长。反之，当距离越近，物品表面处功率越高，杀菌时间越短。
(8)杀菌时间的计算依据固定辐照剂量来设计，依据实验测试数据，设定 不同距离下的紫外辐照度。在固定辐照剂量的情况下，根据不同距离下辐照度， 算出杀菌时间，从而计算旋转的速度。
(9)杀菌装置推至客房中心位置，进行全方位扫描杀菌。扫描杀菌从墙顶 位置开始扫描，至底部地板位置结束，完成360度全客房覆盖杀菌。
实施例3
一种应用于医院病房的紫外LED杀菌装置，包括如下部件和制作和使用过 程：
(1)医院病房用紫外LED杀菌装置底座采用可移动式的设计方式，底座 为不锈钢制作，长宽高分别为100mm*100mm*100mm。底座直接固定在医院病 房的墙体上；
(2)底座上安装高度固定的支承杆和长度可调整的支杆(电动)。其中支 承杆的高度为1米，支杆的可升降范围为0.5米～1米。总的可以升降的高度为1 米；
(3)支承座安装在支杆的上面，此支承座能够围绕支杆旋转360度；
(4)可俯仰的杀菌面板安装在旋转杆的末端，俯仰的角度为±90度。杀菌 面板的大小为500mm*500mm，杀菌面板背部安装冷却装置；
(5)杀菌面板上安装带截头圆锥形凹槽状阵列的杀菌紫外LED灯珠，反 射杯的倾角为45度，截头圆锥形凹槽采用镀铝材质。紫外LED灯珠安装在截 头圆锥形凹槽的底部，底部的直径为5mm。紫外灯珠的波长为270nm，灯珠布 置为横纵各50颗，总共2500颗。2500颗总功率为25W；
(6)嵌入杀菌面板的测距红外激光探头安装在杀菌面板的四个角和中心位 置，总共5个测距探头，探头能够测试出面板中心位置离物体表面的距离；
(7)计算杀菌时间的控制软件能够控制旋转杆的旋转速度以控制杀菌时间， 杀菌时间计算的原理即为距离的反比。当距离越远，物品表面处功率越低，杀 菌时间越长。反之，当距离越近，物品表面处功率越高，杀菌时间越短。
(8)杀菌时间的计算依据固定辐照剂量来设计，依据实验测试数据，设定 不同距离下的紫外辐照度。在固定辐照剂量的情况下，根据不同距离下辐照度， 算出杀菌时间，从而计算旋转的速度。
(9)杀菌装置推至客房中心位置，进行全方位扫描杀菌。扫描杀菌从墙顶 位置开始扫描，至底部地板位置结束，完成360度全客房覆盖杀菌。
根据本发明的上述方案，解决了手持式杀菌设备的诸多弊端；本发明的紫 外光源杀菌装置自带测距功能，能够实时根据不同的杀菌距离，而调整杀菌时 间，实现均匀、准确和高效杀菌；本发明的紫外光源杀菌装置采用紫外光源或 者紫外激光器作为杀菌光源，采用紫外截头圆锥形凹槽(反射杯)阵列设计， 使紫外杀菌灯具有很高的定向性，同时可以降低紫外线功率的衰减。并且，可 以根据空间大小的不同，可以在杀菌模块上集成不同数量、不同功率的紫外LED 灯珠；本发明的紫外光源杀菌装置带高度固定的支架1和高度可调整的支杆2 (电动升降杆)，自动升降杆升降高度为10米；同时带可自动旋转的支承座3， 自动旋转的角度为360度；还带有可俯仰的杀菌面板，俯仰角度为±90度；本 发明的紫外光源杀菌装置能够实现独立空间内360度无死角杀菌。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制， 尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员 应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明 权利要求书所限定的范围。
Claims (16)
1.一种紫外光源杀菌装置，其特征在于，包括：支架(1)、支杆(2)、支承座(3)和光源杀菌结构(4)，所述支杆(2)的安装端与所述支架(1)连接，自由端与所述支承座(3)连接，所述支杆(2)通过所述安装端可往复移动地支承在所述支架(1)上，所述支承座(3)可以所述自由端为轴旋转，所述光源杀菌结构(4)可调整照射角度地支承在所述支承座(3)上。
2.根据权利要求1所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述支架(1)包括底座(101)和支承在所述底座(101)上的支承杆(102)，所述支承杆(102)上设有滑轨(1021)。
3.根据权利要求2所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述支杆(2)的安装端设有滑座(201)，所述滑座(201)与所述滑轨(1021)配合连接并且可在所述滑轨(1021)上往复移动。
4.根据权利要求1所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述支杆(2)的自由端的外壁设有环形滑轨，所述支承座(3)可沿所述环形滑轨进行旋转运动地支承在所述自由端上。
5.根据权利要求1所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述光源杀菌结构(4)包括光源杀菌面板(401)和定位杆(402)，所述定位杆(402)的一端与所述支承座(3)固定连接，另一端与所述光源杀菌面板(401)转动连接。
6.根据权利要求5所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述光源杀菌面板(401)包括杀菌面板(4011)，设置在所述杀菌面板(4011)上的多个紫外LED灯(4012)和多个红外激光测距探头(4013)，以及支承在所述杀菌面板(4011)上用于封盖所述紫外LED灯(4012)和所述红外激光测距探头(4013)的UV发光面(4014)。
7.根据权利要求6所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述杀菌面板(4011)由多个杀菌模块(a)组成，多个所述紫外LED灯(4012)均匀有序地布置在各所述杀菌模块(a)上组成多个紫外LED杀菌模组(A)。
8.根据权利要求7所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述紫外LED灯(4012)的波长为200nm～320nm，并且所述紫外LED灯的波长连续可调。
9.根据权利要求7所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述紫外LED灯(4012)的芯片由AlGaN体系材料制备而成。
10.根据权利要求7所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述紫外LED灯(4012)的芯片的结构为在衬底上依次生长非掺AlGaN层、N型掺杂AlGaN层、AlGaN量子阱层和P型AlGaN层。
11.根据权利要求10所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述衬底可以为硅衬底、石英衬底、玻璃衬底、蓝宝石衬底或者碳化硅衬底。
12.根据权利要求10所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述紫外LED灯(4012)的芯片的结构采用MOCVD、MBE或者HVPE生长。
13.根据权利要求7所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，各所述杀菌模块(a)上设有多个均匀有序地排布的倒置的截头圆锥形凹槽(a1)，所述紫外LED灯(4012)安装在所述倒置的截头圆锥形凹槽(a1)中。
14.根据权利要求13所述的紫外光源杀菌装置，其特征在于，所述红外激光测距探头(4013)设置在所述杀菌面板(4011)的中心和四周。
15.一种利用根据权利要求1至14中任一项所述的紫外光源杀菌装置的杀菌方法，其特征在于，包括步骤：
测定所述光源杀菌结构(4)与待杀菌表面的距离；
规划所述光源杀菌结构(4)上的紫外光源的照射路径；
执行所述照射路径，使所述照射路径上各点的杀菌率相同。
16.根据权利要求15所述的杀菌方法，其特征在于，执行所述照射路径，使所述照射路径上各点的杀菌率相同的方法为：根据紫外光源与待杀菌表面之间的距离，通过调整所述照射路径上各点紫外光源的照射时间或者照射强度来达到各点杀菌率一致。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011492202.4A CN112516345A (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 紫外光源杀菌装置及杀菌方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011492202.4A CN112516345A (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 紫外光源杀菌装置及杀菌方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112516345A true CN112516345A (zh) | 2021-03-19 |
Family
ID=75000901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011492202.4A Pending CN112516345A (zh) | 2020-12-17 | 2020-12-17 | 紫外光源杀菌装置及杀菌方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112516345A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113521353A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-22 | 陕西中医药大学 | 一种实验室微生物的灭菌装置 |
| CN115371233A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-11-22 | 五邑大学 | 基于uvc-led的移动杀菌装置控制方法及其装置 |
| CN115607702A (zh) * | 2021-07-12 | 2023-01-17 | 戴姆勒股份公司 | 用于后备箱的车载消毒系统和方法及相应车辆和程序产品 |
-
2020
- 2020-12-17 CN CN202011492202.4A patent/CN112516345A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113521353A (zh) * | 2021-06-25 | 2021-10-22 | 陕西中医药大学 | 一种实验室微生物的灭菌装置 |
| CN115607702A (zh) * | 2021-07-12 | 2023-01-17 | 戴姆勒股份公司 | 用于后备箱的车载消毒系统和方法及相应车辆和程序产品 |
| CN115371233A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-11-22 | 五邑大学 | 基于uvc-led的移动杀菌装置控制方法及其装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN214713520U (zh) | 紫外光源杀菌装置 | |
| CN112516345A (zh) | 紫外光源杀菌装置及杀菌方法 | |
| AU2021204510B2 (en) | Hard surface disinfection system and method | |
| US20150048260A1 (en) | Ultraviolet laser sterilization system | |
| KR20230039512A (ko) | 번들 빔 uv led 자외 광 스위핑 방법 및 그 장치 | |
| CN216091539U (zh) | 一种基于紫外线以及臭氧的消毒系统 | |
| CN217385997U (zh) | 集光束uvled紫外线扫描装置 | |
| US20220010992A1 (en) | Apparatus for processing air in an indoor environment | |
| CN103721289A (zh) | 紫外光杀菌装置 | |
| CN214859579U (zh) | 可切换反射范围和角度的紫外线杀菌装置 | |
| CN212817264U (zh) | 一种紫外线灭菌器 | |
| CN113398294A (zh) | 一种车内杀菌装置 | |
| WO2023048694A1 (en) | Frequency selective viral inactivation through bond breaking | |
| CN116567886A (zh) | 消毒灯的动态均光方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |