CN113679862A - 一种应用于井盖上的杀菌系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域，具体为一种应用于井盖上的杀菌系统及方法，主要用于实现对井下细菌的消杀，改善井下环境。本发明包括设于井盖下端的杀菌灯，还包括太阳能充电模块和杀菌控制模块；所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池和设于井盖上端的太阳能面板，所述太阳能充电电池与所述太阳能面板连接，接收来自所述太阳能面板转换的电能；所述杀菌控制模块连接所述太阳能充电电池和杀菌灯，并控制所述杀菌灯的工作。本发明利用太阳能面板接收太阳能，将太阳能换换为电能，为整个系统提供电源，解决了在井盖使用过程中因受限于供电问题而无法对井下环境井下杀菌的问题。

Description

一种应用于井盖上的杀菌系统及方法

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体为一种应用于井盖上的杀菌系统及方法，主要用于实现对井下细菌的消杀，改善井下环境。

背景技术

井下环境一般都比较复杂，尤其是污水井，底部污染物较多，加上温润的潮湿环境，非常容易导致细菌和病毒的滋生和繁殖。这些细菌病毒通过气溶胶漫出井盖，会造成环境污染，并成为各种疾病的重要传播途径，给周边居民的健康安全带来隐患。因此对井下细菌和病毒的抑制与消杀非常必要。

虽然现有的杀菌技术比较成熟，但目前主流的紫外消杀光源多为气体放电光源，如中低压汞灯，准分子灯，脉冲氙灯等。其工作的物质是气体，在电场中发生电气击穿，从而产生紫外消杀光。然而气体放电光源普遍需要较高的电压，在井下复杂的环境下，高压存在很大的安全隐患。且整体功耗都较高，对于井下无持续供电电源的场景下很难使用。因此受限于供电问题，现有杀菌技术均未直接集成在井盖上加以应用。

公开号为CN210847296U的专利公开了一种用于水下井盖生产的杀菌清洗装置，包括壳体，所述壳体的底部固定安装有循环箱，壳体的顶部固定安装有横板，横板的底部滑动安装有滑动座，滑动座上安装有井盖，壳体内固定安装有隔板，隔板的一侧设置有清洗室，隔板的另一侧设置有杀菌室，杀菌室的两侧内壁上均固定安装有杀菌灯，隔板开设有顶部为开口的第一孔，且第一孔与井盖相适配,壳体的两侧内壁上均开设有顶部为开口的第二孔，且井盖对第二孔相适配，清洗室的两侧内壁上固定安装有同一个固定杆，固定杆上转动安装有两个对称设置的连接杆，两个连接杆相互靠近的一侧均固定安装有毛刷，且毛刷与井盖相适配。该专利中，通过启动步进电机，步进电机带动丝杆进行转动，丝杆能够带动滑动座进行移动，滑动座带动井盖贯穿第一孔并进入杀菌室，此时点亮杀菌灯，通过杀菌灯能够对井盖进行杀菌。该专利适用于在井盖的生产过程中为井盖进行杀菌，将井盖置于该杀菌清洗装置的方式，无法满足在井盖的使用过程中对井下细菌和病毒的抑制与消杀。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于井盖上的杀菌系统及方法，主要用于实现对井下细菌的消杀，改善井下环境。

本申请为了解决上述技术问题，提供了一种应用于井盖上的杀菌系统，包括设于井盖下端的杀菌灯，其特征在于：还包括太阳能充电模块和杀菌控制模块；所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池和设于井盖上端的太阳能面板，所述太阳能充电电池与所述太阳能面板连接，接收来自所述太阳能面板转换的电能；所述杀菌控制模块连接所述太阳能充电电池和杀菌灯，并控制所述杀菌灯的工作。

本申请利用太阳能面板接收太阳能，将太阳能换换为电能后存储在太阳能充电电池中，继而通过太阳能充电电池为整个系统提供电源，实现通过将LED杀菌灯集成到井盖上，并对井下环境进行杀菌。该申请解决了在井盖使用过程中因受限于供电问题而无法对井下环境井下杀菌的问题。

作为优选，所述杀菌控制模块包括：杀菌灯驱动单元，用于控制所述杀菌灯的开关，以及调节所述杀菌灯的消杀强度；控制单元，连接所述杀菌灯驱动单元，用以控制所述杀菌灯驱动单元；通讯单元，用于实现所述控制单元与前端控制平台的交互。

作为优选，所述杀菌系统还包括电源开关，连接在所述太阳能充电电池和控制单元之间，用于控制所述太阳能充电电池与所述杀菌控制模块的通断。

本申请还提供了应用于上述一种应用于井盖上的杀菌系统的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：包括以下步骤：S1.所述控制单元检测到所述太阳能充电电池的电量；S2.所述控制单元在所述太阳能充电电池的电量大于预设值时，控制所述杀菌灯开启。

作为优选，所述步骤S2中，若所述控制单元在所述太阳能充电电池的电量低于预设值时，发送低电量信号至所述通讯中心。

作为优选，所述步骤S2包括：S21.所述控制单元发送开启消杀命令至所述杀菌灯驱动单元；S22.所述杀菌灯驱动单元根据接收到的消杀命令开启所述杀菌灯。

作为优选，所述步骤S1前还包括：S0.所述控制单元接收到所述通讯单元发送的开启消杀命令。

作为优选，所述步骤S1前还包括：S0.所述控制单元检测到定时开启时间达到预设开启时间。

作为优选，所述步骤S2后还包括：S3.所述控制单元接收到所述通讯单元发送的关闭消杀命令时，控制所述杀菌灯关闭。

作为优选，所述步骤S2后还包括：S3.所述控制单元检测到消杀时长达到预设消杀时长时，控制所述杀菌灯关闭。

本发明具有如下技术效果：

1.控制单元为整个系统的核心，在通讯单元的作用下实现与前端控制平台的交互，利用前端控制平台的命令控制杀菌灯实现消杀，并将消杀过程中遇到故障信息及系统状态信息上报至前端控制平台，实现切换杀菌灯的工作状态，并实时监控系统的运行信息及故障信息，便于维护。而杀菌灯驱动单元可调节杀菌灯的消杀强度，便于满足不同程度的消杀需求。

2.电源开关便于在检修时直接断开杀菌灯的电源，以防杀菌灯发出的紫外消杀光对检修人员的安全造成伤害。

3.控制单元在检测到太阳能充电电池的电量大于预设值时，才开启杀菌灯，保证了杀菌灯在杀菌过程中电量充足，不会发生意外中断的情况，以防整个系统的电路受损。

4.控制单元在检测到太阳能充电电池的电量低于预设值时发送低电量信号至通讯中心，通讯中心将其发送至前端控制平台，便于检修人员直接在前端控制平台上查看到太阳能充电电池的电量状态。

5.杀菌灯驱动单元接收到控制单元发送的开启消杀命令后打开杀菌灯，而控制单元是否开启消杀命令则满足：控制单元接收到通讯单元发送的开启消杀命令，或控制单元检测到定时开启时间达到预设开启时间。控制单元接收到通讯单元发送的开启消杀命令，而通讯单元的开启消杀命令又来自前端控制平台，即实现在前端控制平台直接控制杀菌灯的开启，便于实施操作。而控制单元检测到定时开启时间达到预设开启时间，定期开启杀菌灯，实现定期对井下环境杀菌，以防长时间未接收到来自前端控制平台的开启消杀命令而导致井下环境细菌滋生严重。

6.杀菌灯不需要长时间开启，以防太阳能充电电池的电量不足以支撑，因此只需开启一段时间即可关闭杀菌灯，同样，满足控制单元接收到通讯单元发送的关闭消杀命令，或控制单元检测到消杀时长达到预设消杀时长，即可关闭杀菌灯。可通过前端控制平台控制其关闭，便于人为操作控制，也可通过计时消杀时长，达到预设的消杀时长时自动关闭，以防造成大量电量损耗。

附图说明

图1 应用于井盖上的杀菌系统示意图。

图2 消杀灯驱动及状态检测电路框图。

图3 消杀灯杀菌流程图。

其中，1-井盖；2-太阳能面板；3-钢化玻璃；4-杀菌灯；5-杀菌控制模块；A1-上驱动电路；A2-下驱动电路；A3-防护电路；A4-检测电路。

具体实施方式

这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。将进一步理解的是，常用术语应该被解释为具有与其在相关领域和本公开内容中的含义一致的含义。本公开将被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制到特定实施例。

实施例一

本实施例提供一种应用于井盖上的杀菌系统，如图1，包括设于井盖1下端的杀菌灯4，还包括太阳能充电模块和杀菌控制模块5；太阳能充电模块包括太阳能充电电池和设于井盖1上端的太阳能面板2，太阳能充电电池与太阳能面板2连接，接收来自太阳能面板2转换的电能；杀菌控制模块5连接太阳能充电电池和杀菌灯4，并控制杀菌灯4的工作。

本实施例中，在井盖1表面开槽，太阳能面板2安装在井盖1表面凹槽内，并表面覆盖一层钢化玻璃3，钢化玻璃3不易受力破碎，保证了凹槽内的太阳能面板2不受损坏，且太阳光可透过钢化玻璃3直接照射到太阳能面板2上，被太阳能面板2吸收，保证井盖1强度的同时为杀菌系统提供电能。太阳能面板2利用半导体材料在光照条件下发生的光生伏特效应，将太阳能转换为电能，是保证系统正常工作的能量来源。太阳能充电电池接收太阳能面板2转换来的电能，其容量应满足系统在无光照环境下数日的使用容量。本实施例中，利用杀菌灯4进行杀菌，使用紫外LED光源，降低了紫外消杀的用电安全风险，通过多颗LED灯珠的排列形成杀菌灯4，满足安全的低压工作的条件，且具备了稳定性高、结构坚固、寿命长、辐射表面温度低等优势，与井下的消杀需求非常契合。通过杀菌控制模块5控制杀菌灯4的工作状态，包括杀菌灯4的开启或关闭，以及杀菌灯4的消杀功率的调整，根据太阳能充电电池存储的电量、井下的情况等多方面的因素进行不同的工作调整，对井下环境进行消杀。

杀菌控制模块5包括：杀菌灯驱动单元，用于控制杀菌灯4的开关，以及调节杀菌灯4的消杀强度；控制单元，连接杀菌灯驱动单元，用以控制杀菌灯驱动单元；通讯单元，用于实现控制单元与前端控制平台的交互。控制单元可以检测太阳能充电电池的电量，在太阳能充电电池的电量充足的情况下，可根据消杀开启的条件开启杀菌灯4。其中，控制单元实时判断是否接收到由通讯单元传送的开启消杀的命令，当接收到开启消杀命令时，检测太阳能充电电池的电量是否充足，而若未接收到开启消杀命令，则读取系统的定时数据，这里的定时数据是指系统统计的杀菌灯4关闭消杀的时长，当定时数据达到系统设定的规定时长时，进入检测太阳能充电电池的电量是否充足的阶段。当电量充足时，控制杀菌灯驱动单元打开杀菌灯4，对井下环境进行消杀，并开始计时消杀时长。在电路中的工作状态如图2的上驱动电路A1，主控单元接收到开启消杀指令或者当定时数据达到系统设定的规定时长时，给出高电平到上驱动电路A1的MOS管Q3的栅极G，MOS管Q3的栅极G-源极S压降大于导通压降，故漏极D-源极S导通，即控制MOS管Q1的栅极G接地。此时MOS管Q1的栅极G-源极S压降大于导通压降，MOS管Q1的故漏极D-源极S导通，从而实现对后级杀菌灯4的开关控制。上驱动电路A1的外围电容C1，C2和电阻R1，R3用于调节MOS管Q1打开瞬间的瞬间冲击电流，防止冲击电流对后级电路模块的损伤。

在消杀的过程中，控制单元实时判断是否接收到由通讯单元传送的关闭消杀的命令，当接收到关闭消杀命令时，控制单元控制杀菌灯驱动单元关闭杀菌灯4，并计时清零；而若未接收到关闭消杀命令，则读取计时的消杀时长数据，若达到系统规定的消杀时长，则控制杀菌灯驱动单元关闭杀菌灯4，并计时清零。其中，在杀菌灯4开启过程中，可通过杀菌灯驱动单元调节杀菌灯4的消杀功率来调节其消杀强度。如图2中下驱动电路A2，下驱动电路A2主要靠主控单元输出的不同占空比PWM信号控制杀菌灯4在单位时间内的开启时间，从而实现不同消杀功率的控制。具体的，当占空比为100%时，杀菌灯4在单位时间内一直开启，此时功率最大；当占空比为50%时，杀菌灯4在单位时间内只开启一半时间，故功率减半；同理当占空比为30%时，杀菌灯4在单位时间内只开启30%时间，故功率只有30%。

除此之外，主控单元还可通过检测杀菌灯4上电压电流的变化判断杀菌灯4的工作状态，当杀菌灯4发生故障时及时上报故障信息。如图2中检测电路A4，杀菌灯4正常工作时，杀菌灯4两极会有一定的压降，同时会有一定的电流流过杀菌灯4，通过电压检测模块V和电流检测模块I获取该电压和电流值。当存在灯珠失效，可以理解为灯珠开路或者阻抗变大，此时电流降低；当存在灯珠击穿，可以理解为灯珠短路，此时电压降低，电流变大。因此可以通过检测电压和电流的变化判断出杀菌灯4的失效状态，并及时上报。

在图2中，还包括防护电路A3，主要用于过压防护，防止上电瞬间的电压脉冲及不稳定的电压波动影响后级电路。正常情况下，三极管Q2的基极B电压为低，三极管Q2处于截止状态，防护电路A3不工作，不会影响后级上驱动电路A1的工作状态。但当输入电压超过由稳压二极管D1，分压电阻R2，R4设定的阈值时，触发防护电路A3工作。此时由于电压的升高，三极管Q2的基极B电压被拉高，三极管导通，此时将上驱动电路A1的的MOS管Q3的栅极G拉低，MOS管Q3截止，从而MOS管Q1的栅极G被拉高，MOS管Q1也截止，断开给消杀灯条的供电线路，实现过压防护。

本实施例中，杀菌系统还包括电源开关，连接在太阳能充电电池和控制单元之间，用于控制太阳能充电电池与杀菌控制模块5的通断。主要用于检修时系统的上下电操作，同时也能保护检修人员避免紫外光照的危害。正常情况下，紫外消杀由系统自动控制，有可能存在检修时正在处于消杀的状态，此时如果进行检修作业，紫外消杀光会对检修人员的安全造成伤害，因此在检修之前，检修人员一方面可以通过手持终端远程关闭紫外消杀灯，或者通过电源开关关闭。

实施例二

本实施例提供应用于上述一种应用于井盖上的杀菌系统的一种应用于井盖上的杀菌方法，如图3，包括以下步骤：

S1.控制单元检测到太阳能充电电池的电量；

S2.控制单元在太阳能充电电池的电量大于预设值时，控制杀菌灯4开启。

步骤S2中，若控制单元在太阳能充电电池的电量低于预设值时，发送低电量信号至通讯中心。

步骤S2包括：

S21.控制单元发送开启消杀命令至杀菌灯驱动单元；

S22.杀菌灯驱动单元根据接收到的消杀命令开启杀菌灯4。

步骤S1前还包括：

S0.控制单元接收到通讯单元发送的开启消杀命令。

步骤S1前还包括：

S0.控制单元检测到定时开启时间达到预设开启时间。

步骤S2后还包括：

S3.控制单元接收到通讯单元发送的关闭消杀命令时，控制杀菌灯4关闭。

步骤S2后还包括：

S3.控制单元检测到消杀时长达到预设消杀时长时，控制杀菌灯4关闭。

虽然描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.一种应用于井盖上的杀菌系统，包括设于井盖下端的杀菌灯，其特征在于：

还包括太阳能充电模块和杀菌控制模块；

所述太阳能充电模块包括太阳能充电电池和设于井盖上端的太阳能面板，所述太阳能充电电池与所述太阳能面板连接，接收来自所述太阳能面板转换的电能；

所述杀菌控制模块连接所述太阳能充电电池和杀菌灯，并控制所述杀菌灯的工作。

2.根据权利要求1所述的一种应用于井盖上的杀菌系统，其特征在于：

所述杀菌控制模块包括：

杀菌灯驱动单元，用于控制所述杀菌灯的开关，以及调节所述杀菌灯的消杀强度；

控制单元，连接所述杀菌灯驱动单元，用以控制所述杀菌灯驱动单元；

通讯单元，用于实现所述控制单元与前端控制平台的交互。

3.根据权利要求2所述的一种应用于井盖上的杀菌系统，其特征在于：

所述杀菌系统还包括电源开关，连接在所述太阳能充电电池和控制单元之间，用于控制所述太阳能充电电池与所述杀菌控制模块的通断。

4.应用于权利要求1-3中任一项所述的一种应用于井盖上的杀菌系统的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

包括以下步骤：

S1.所述控制单元检测到所述太阳能充电电池的电量；

S2.所述控制单元在所述太阳能充电电池的电量大于预设值时，控制所述杀菌灯开启。

5.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S2中，若所述控制单元在所述太阳能充电电池的电量低于预设值时，发送低电量信号至所述通讯中心。

6.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S2包括：

S21.所述控制单元发送开启消杀命令至所述杀菌灯驱动单元；

S22.所述杀菌灯驱动单元根据接收到的消杀命令开启所述杀菌灯。

7.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S1前还包括：

S0.所述控制单元接收到所述通讯单元发送的开启消杀命令。

8.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S1前还包括：

S0.所述控制单元检测到定时开启时间达到预设开启时间。

9.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S2后还包括：

S3.所述控制单元接收到所述通讯单元发送的关闭消杀命令时，控制所述杀菌灯关闭。

10.根据权利要求4所述的一种应用于井盖上的杀菌方法，其特征在于：

所述步骤S2后还包括：

S3.所述控制单元检测到消杀时长达到预设消杀时长时，控制所述杀菌灯关闭。

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