CN112915248A - 一种等离子流环境消毒设备及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及杀菌消毒技术领域，具体涉及一种等离子流环境消毒设备及其控制方法。包括激光发生器、正负离子分离装置；其中，所述激光发生器产生的激光照射水体，以产生正离子和负离子；所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；所述正负离子分离装置分离出的正离子经第一喷嘴输出；所述正负离子分离装置分离出的负离子经第二喷嘴输出；还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元。针对相关消毒设备疗效甚微的以上技术问题，它利用激光和等离子的作用，实现消毒的作用。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌消毒技术领域，具体涉及一种等离子流环境消毒设备及其控制方法。
背景技术
2019年底开始的新冠病毒肺炎疫情已经蔓延到全球，其对全球在经济，金融乃至政治上都造成了巨大的冲击。众所周知，人类历史上有多次流行病大爆发都是由病毒和微生物引起的。近代1918年西班牙流感大爆发，造成全世界数以亿计人口的感染，大约5000万人的死亡。进入21世纪的短短20年间，全球已经至少爆发了三次大的流行病，如：2008-2009年始于美国的流感，造成6000多万人感染，1万多人死亡；以及此次的新冠病毒肺炎，已经造成超多12万人的感染，4500多人的死亡。这些流行病的大爆发给全球各方面造成的巨大损失是不言而喻的。因此，找到应对病毒和微生物的方法是事关全球的大事，其重大意义也是显然易见的。
针对病毒引起的流行病，人类还没有找到十分有效的应对方法。目前，人们把主要资源和精力放在研发药物和疫苗上，即化学和生物疗法上。先不说药物和疫苗的研发是否最终能够成功，它们的周期都很长(一般不少于10年)，资金需求巨大。而且，化学和生物疗法的安全性也经常是难以克服的问题。
中国发明专利申请，公开号：CN1242937A；公开日：2000年2月2日；公开了多环醌类化合物的光敏作用杀灭血制品中艾滋病毒的方法；其中，对艾滋病毒杀灭程度的检测：将含有和受到金丝桃蒽酮素光敏作用的带HIV的血样，用一定波长和功率的激光或其它光源照射、杀灭血样中的艾滋病毒。该发明中优选的光敏作用的条件是，光源是美国光谱物理公司(spectra-physics co.)生产的氩离子激光器，照射HIV使用的波长是514.5nm，功率500mw。如果使用付里叶转换拉曼光谱(FT-Raman)，激光波长是1064nm，功率可增大至700-800mw。
中国实用新型专利，授权公告号：CN201855304U；授权公告日：2011年6月8日；公开了一种激光治疗仪，它包括有主体机和多个激光头，所述多个激光头间隔分布在内置有导线的皮带上，多个激光头与皮带内的导线连接，主体机通过导线和激光头连接；所述皮带的两端设有尼龙搭扣。所述皮带上设有内置有导线的附属带，附属带上设有激光头，激光头通过内置的导线与皮带内的导线连接，附属带的两端通过按扣扣接在皮带上。该红色光波作用于人体，使不同的人能得到吸收最佳的光量。
发明内容
1、发明要解决的技术问题
针对相关消毒设备疗效甚微的技术问题，本发明提供了一种激光高密度等离子系统，它利用激光和等离子的作用，实现消毒的作用。
2、技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种等离子流环境消毒设备，包括激光发生器、正负离子分离装置；其中，所述激光发生器产生的激光照射水体，以产生正离子和负离子；所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；所述正负离子分离装置分离出的正离子经第一喷嘴输出到环境中；所述正负离子分离装置分离出的负离子经第二喷嘴输出到环境中；还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元。
可选地，所述动力传输单元与水体、正负离子分离装置、第一喷嘴或第二喷嘴连通。
可选地，还包括光学装置，所述的激光发生器产生的激光经光学装置后，照射于水体中。
可选地，所述的激光发生器包括激光控制单元，用以控制产生不同波长的激光。
可选地，还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元，所述动力传输单元包括依次连接过滤部和压缩部，所述过滤部用于过滤空气，所述压缩部用于压缩经过滤部过滤之后的空气。
可选地，还包括第一阀门和第二阀门，所述正负离子分离装置分离出的正离子依次经第一阀门和第一喷嘴输出；所述正负离子分离装置分离出的负离子依次经第二阀门和第二喷嘴输出。
可选地，还包括电子控制单元，所述第一阀门和第二阀门均与电子控制单元连接。
可选地，所述动力传输单元包括过滤部和压缩部，所述过滤部入口与空气连通，所述过滤部出口与压缩部入口连接，压缩部出口与激光发生器照射的水体，或正负离子分离装置，或第一喷嘴和第二喷嘴连通。
可选地，还包括电子控制单元，所述动力传输单元与电子控制单元连接。
一种等离子流环境消毒设备的控制方法，根据以上任一项所述的一种等离子流环境消毒设备，包括：激光发生器发射激光，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子；经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子；动力传输单元将正离子和负离子分别输送出去。
可选地，电子控制单元控制激光发生器发射激光的波长，经光学装置调准矫直后，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，电子控制单元第一阀门和第二阀门打开或关闭状态，正离子经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子，被动力传输单元输送出去；负离子经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子，被动力传输单元输送出去。
3、有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
激光发生器产生波长适当的激光，照射水体，并产生高密度等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，产生不同的用途。从第一喷嘴喷出的正离子，及从第二喷嘴喷出的负离子喷射于环境，或与其他设备配合，用以消毒杀菌，如消灭新冠病毒等，疗效显著，速度快，性价比高。输出到环境中的正离子和负离子，可杀死附着在空气中的，或者位于环境中的物品上的各类病毒，大大减少病毒的传播率，降低感染率等。
附图说明
图1为本发明实施例提出的一种等离子流环境消毒设备的结构示意图之一。
图2为本发明实施例提出的一种等离子流环境消毒设备的结构示意图之二。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。本发明中所述的第一、第二等词语，是为了描述本发明的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本发明的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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本发明中的具体含义。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本发明要求保护的范围内。
实施例1
一种等离子流环境消毒设备，包括激光发生器、正负离子分离装置；其中，所述激光发生器产生的激光照射水体，以产生正离子和负离子；所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；所述正负离子分离装置分离出的正离子经第一喷嘴输出到环境中；所述正负离子分离装置分离出的负离子经第二喷嘴输出到环境中；还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元。
激光发生器产生波长适当的激光，照射水体，并产生高密度等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，产生不同的用途。从第一喷嘴喷出的正离子，及从第二喷嘴喷出的负离子喷射于环境，或与其他设备配合，用以消毒杀菌，如消灭新冠病毒等，疗效显著，速度快，性价比高。动力传输单元可以为正离子和负离子的输出提供动力，以使输出的正离子和负离子作用的范围更广，杀菌和消毒效果更佳，提高空气质量，有效治理在密闭空间中，通过空气传播的病毒；有效减少病毒传播的范围。动力传输单元可设置在第一喷嘴和第二喷嘴的输出端，也可设置在两者的输入端，以为正负离子的输出提供动力。
作为本实施例的可选实施方式，还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元，所述动力传输单元与水体、正负离子分离装置、第一喷嘴或第二喷嘴连通。
用以将正离子或负离子传输到环境中，或与其他设备配合使用，动力传输单元与水体、正负离子分离装置、第一喷嘴或第二喷嘴任一连通即可，可将正离子，或负离子输送出去。
作为本实施例的可选实施方式，还包括光学装置，所述的激光发生器产生的激光经光学装置后，照射于水体中。光学装置，用于对激光发生器产生的激光进行调准矫直的作用，以便激发出更多的正离子，及负离子。
作为本实施例的可选实施方式，所述的激光发生器包括激光控制单元，用以控制产生不同波长的激光。可调整激光发生器产生不同波长的激光，从而便于激发出更多的正离子和负离子。可调整激光发生器产生不同波长的激光，从而便于激发出更多的正离子和负离子。用于照射水体激发等离子流的激光波长，出于对器件及设备尺寸方面考虑，优先采用1.94微米和2.96微米及其邻近数值的两种波长，否则可用10.6微米。也不排除采用其他波长的激光器，可通过在成本，尺寸和效果等方面综合考量优化最终确定。
作为本实施例的可选实施方式，还包括第一阀门和第二阀门，所述正负离子分离装置分离出的正离子依次经第一阀门和第一喷嘴输出；所述正负离子分离装置分离出的负离子依次经第二阀门和第二喷嘴输出。还包括电子控制单元，所述第一阀门和第二阀门均与电子控制单元连接。电子控制单元控制第一阀门和第二阀门的打开与关闭，控制第一喷嘴或第二喷嘴喷射正离子，或负离子，及其喷射的正离子或负离子的流量大小；对空气进行杀菌消毒，覆盖范围广泛。
作为本实施例的可选实施方式，所述动力传输单元包括依次连接的过滤部和压缩部，所述压缩部与激光发生器照射的水体，及正负离子分离装置连通。动力传输单元通过推动产生的等离子，进而为正负离子的输出提供动力，动力传输单元可提高设备的作用范围，比如可应用在医院、家庭、机场、高铁站、会堂等场合，可根据不同场合调整，动力传输单元的功率等级大小，从而调整输出的正负离子的喷射行程大小，从而调整设备的有效作用范围大小，对覆盖范围内的空气进行有效杀菌和消毒，降低空气传播病毒的效率。可以想到的是为提高作用效果，在设备上设置多个正负离子输出口。
空气或混合有较高浓度的氧气的空气，经过滤部滤除杂质，经压缩部压缩后，输出带有一定压力的气体，喷射出来，经激光发生器照射的水体产生的正离子，或负离子，被带有压力的气体带出，流向正负离子分离装置，受到带有压力的气体的冲击作用，正离子流，及负离子流均具有一定的冲量，从第一喷嘴或第二喷嘴出流出射向环境中，供杀菌消毒使用。
作为本实施例的可选实施方式，还包括电子控制单元，所述动力传输单元、第一阀门和第二阀门均与电子控制单元连接。所述电子控制单元用于控制动力传输单元的工作状态，调整喷射的正负离子的行程和覆盖范围，第一阀门和第二阀门的开关状态；扩大消毒杀菌的范围。
在本实施例的基础上，可以想到的是，所述激光发生器还包括正常工作所需的激光电源等部件，为提高产生的激光效果，所述激光发生器还包括光学装置，用于矫直和调准。
1、关于病毒呈现电负性部分论述
RNA具有磷酸核糖骨架和碱基，但是碱基亲水性差，因此暴露在分子表面的一般是磷酸核糖骨架，碱基包裹在内部被碱基堆积力(其实就是pie-pie离域电子相互作用)和氢键所稳定，不易电离，而磷酸基团暴露在分子表面，带负电，因此整个RNA分子带负电。
2、激光可以用于裂解水分子簇。利用共振原理，波长适当的激光可以极其高效的裂解巨大的水分子集团。例如采用1.94微米或者2.96微米激光来处理水体。通过激光处理，可以及其高效的电离分子量巨大的水分子簇并产生等离子。
3、如此产生的等离子体可以分解并形成正负两种离子流。
4、等离子体中存在的基本是裸离子和电子，以及被电子碰撞激发的原子分子。由于碰撞过程以打断化学键，因此我们会看到大量独立原子，它们具有极强的化学活性，尤其类似F 之类的原子几乎可以腐蚀所有物质。此外，即使元素化学上是惰性的，它们也具有物理侵蚀能力，即离子击中固体表面，把固体表面的原子直接敲出来，或者活化固体的化学键，催化各种化学反应。
5、由于等离子体拥有极强的化学活性，可以极大的改变病毒的生物学性质，尤其是其中正离子可以中和病毒外壳的负电，降低病毒进攻细胞的能力，即杀灭了病毒。
综合而言以上论点，激光极大程度上分解水分子集团，获得及其大量离子含量极高的等离子流(每立方厘米多达数百亿个等离子对)；利用其中的正离子来处理病毒患者的肺部或者用于处理病毒环境，由于此过程中正离子的存在并且在它和病毒体的接触中，正离子中和了病毒外壳所带的负电荷，可以大幅度降低病毒攻击能力，因此这种设备可以收到针对绝大多数病毒患者的显著疗效，以及极其良好的环境杀毒效果。
实施例2
本实施例提出了一种等离子流环境消毒设备的控制方法，根据实施例1任一项技术方案所述的一种等离子流环境消毒设备，包括：激光发生器发射激光，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子；经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子；动力传输单元将正离子和负离子分别输送出去。
作为本实施例的可选实施方式，电子控制单元控制激光发生器发射激光的波长，经光学装置调准矫直后，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，电子控制单元第一阀门和第二阀门打开或关闭状态，正离子经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子，被动力传输单元输送出去；负离子经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子，被动力传输单元输送出去。
空气经动力传输单元的过滤部过滤后，被压缩部压缩形成具有一定压力和流量的空气，通入到水体处，激光发生器产生激光，经光学装置矫正调直输出的激光照射在水体处，激发出正离子和负离子这两种等离子，此时的正离子和负离子混合在一起，被压缩部压缩形成的具有一定压力和流量的空气，带动混合的正离子和负离子进入正负离子分离装置中，经正负离子分离装置的分离作用，正离子和负离子被分离开来；因被压缩部压缩形成的具有一定压力和流量的空气，该空气具有一定的冲量，经第一阀门调整流量后，带动正离子从第一喷嘴喷射出去，经第二阀门调整流量后，带动负离子从第二喷嘴喷射出去。
调整动力传输单元的压缩部压缩形成的控制的压力和流量大小，进而可调整空气的冲量，从而可调整正离子从第一喷嘴喷射出去的行程大小；以及负离子从第二喷嘴喷射出去的行程大小；从而控制等离子流环境消毒设备的作用的范围大小。
在本实施方式的基础上，容易想到的是，为使正负离子可正常，且无损耗的输出，第一喷嘴或第二喷嘴通过等离子输出通道输送至所需到达的位置及应用的场合中。如图2所示。
作为一可选的应用方式，电子控制单元(即ECU)与激光发生器、正负离子分离装置、动力传输单元的压缩部、第一阀门和第二阀门均连接，用以全局控制激光等离子系统，作为一种可选的集成控制方式，在此基础上，可以想到的是，电子控制单元还可以与其他设备连接，以适应激光等离子系统在不同应用场合下的集成化控制的应用需求。
激光发生器发射激光的波长为经优选确认后的最佳激光波长。激光发生器发出的激光的波长根据实验确定，为1.94微米，2.96微米，或10.6微米。经优选确认后的最佳激光波长根据实验确定，经反复实验，采用激光波长为1.94微米，2.96微米，或10.6微米，或其他激发效果最佳波長，可由实验最终确定。通过上述波长，处理水体，可取得较为优质的效果。
作为一可选实施方式，一种激光等离子系统，包括激光电源，激光发生器，光学装置，电子控制单元(ECU)，正负离子分离装置，等离子输运管道，与等离子输运管道连通的第一喷嘴和第二喷嘴；其中，所述激光发生器产生的激光照射水体，以产生正离子和负离子；光学装置用于整形与聚焦激光，以激发出较多的正离子及负离子；ECU用于提供激光驱动，包括提供和控制脉冲激光的幅度，脉宽与占空比，用以激发水体产生更多的正离子和负离子；激光电源为激光发生器提供工作电源；所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；所述正负离子分离装置分离出的正离子通过等离子输运管道经第一喷嘴输出；所述正负离子分离装置分离出的负离子通过等离子输运管道经第二喷嘴输出。基于此，易想到的一种正负离子分离装置包括使正负离子分离的电极板，以使正离子和负离子分离开来，分别经不同的等离子输运管道输送出去。
基于以上实施方式，不难得到，不难得到各技术方案的应用领域包括但不限于环境杀菌消毒与临床病毒治疗等技术领域。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，包括激光发生器、正负离子分离装置；其中，
所述激光发生器产生的激光照射水体，以产生正离子和负离子；
所述正负离子分离装置用于分离正离子和负离子；
所述正负离子分离装置分离出的正离子经第一喷嘴输出到环境中；
所述正负离子分离装置分离出的负离子经第二喷嘴输出到环境中。
2.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元，所述动力传输单元与水体、正负离子分离装置、第一喷嘴或第二喷嘴连通。
3.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括光学装置，所述的激光发生器产生的激光经光学装置后，照射于水体中。
4.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元，所述动力传输单元包括依次连接过滤部和压缩部，所述过滤部用于过滤空气，所述压缩部用于压缩经过滤部过滤之后的空气。
5.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括第一阀门和第二阀门，所述正负离子分离装置分离出的正离子依次经第一阀门和第一喷嘴输出；
所述正负离子分离装置分离出的负离子依次经第二阀门和第二喷嘴输出。
6.根据权利要求5所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括电子控制单元，所述第一阀门和第二阀门均与电子控制单元连接。
7.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括用于输送正离子和负离子的动力传输单元，所述动力传输单元包括过滤部和压缩部，所述过滤部入口与空气连通，所述过滤部出口与压缩部入口连接，压缩部出口与激光发生器照射的水体，或正负离子分离装置，或第一喷嘴和第二喷嘴连通。
8.根据权利要求1所述的一种等离子流环境消毒设备，其特征在于，还包括电子控制单元，所述动力传输单元与电子控制单元连接。
9.一种等离子流环境消毒设备的控制方法，其特征在于，根据权利要求1-8任一项所述的一种等离子流环境消毒设备，包括：
激光发生器发射激光，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子；经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子；动力传输单元将正离子和负离子分别输送出去。
10.根据权利要求9所述的一种等离子流环境消毒设备的控制方法，其特征在于，电子控制单元控制激光发生器发射激光的波长，经光学装置调准矫直后，照射水体，产生等离子流，进入到正负离子分离装置，将正离子，和负离子分离开来，电子控制单元第一阀门和第二阀门打开或关闭状态，正离子经第一阀门从第一喷嘴喷出的正离子，被动力传输单元输送出去；负离子经第二阀门从第二喷嘴喷出的负离子，被动力传输单元输送出去。
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